Kaj je biomehanski inženiring?

Biomehanski inženiring je interdisciplinarno področje znanosti, ki uporablja pravila in načela strojništva za biološke sisteme. Združuje elemente številnih disciplin, vključno z biologijo, tehniko, fiziko, kemijo in matematiko, da bi bolje razumel, kako fizične sile vplivajo na žive organizme. Biomehanski inženir lahko najde delo v medicinskem, znanstvenem ali industrijskem sektorju. Včasih velja za podskupino biomedicinskega inženiringa.

Medtem ko je formalno področje biomehanskega inženiringa relativno novo, koncept uporabe inženirskih načel v biologiji obstaja že stoletja. Starogrški filozof in pionirski znanstvenik Aristotel je preučeval gibanje živali in na njihova telesa gledal kot na mehanske sisteme. Sodobnejši inženirji so iskali navdih in napotke v naravi pri obravnavi zakonov fizike. Leteče žuželke so na primer preučevali letalski inženirji, da bi bolje razumeli dinamiko letenja pri zelo majhnih velikostih. Danes je uporaba mehanike na živih organizmih znana kot biomehanika, izraz, ki se pogosto uporablja zamenljivo z biomehanskim inženiringom.

Biomehanski inženiring lahko obravnavamo kot presek različnih področij znanosti. Biomehanski inženir mora biti usposobljen ne le v mehaniki in tradicionalnih inženirskih konceptih, temveč tudi v biologiji, anatomiji in kemiji. Koncepti in tehnike teh različnih področij se uporabljajo skupaj za boljše razumevanje, kako živa bitja rastejo, se premikajo in soočajo z zunanjimi silami. Na razvoj človeškega srca, na primer, lahko vpliva človeška genetska koda in sile mehanike, ki uravnavajo rast in gibanje tkiva. Raziskave v biomehaniki so privedle do razvoja na drugih področjih znanosti, kot je raziskovanje vesolja s posadko. Načela biomehanskega inženiringa se zdaj običajno uporabljajo v vsem, od gradnje umetnih organov in tkiv do oblikovanja izdelkov, ki so udobnejši za potrošnike.

Razvoj tehnologije je povečal tako globino kot obseg biomehanskega inženiringa. Medtem ko so Aristotel in drugi zgodnji znanstveniki lahko opazovali biološke sisteme le s prostim očesom, lahko sodobni biomehanski inženir uporabi tehnologijo za vpogled veliko globlje. Znanstveniki lahko zdaj pogledajo, kako zakoni fizike vplivajo na mikroskopske organizme ali celo posamezne celice. Vzpon računalnikov je pomagal, saj je omogočil ustvarjanje kompleksnih modelov in napredne analize bioloških sistemov. Programska oprema za računalniško podprto načrtovanje (CAD) se lahko uporablja celo za oblikovanje umetnih organov, ki se bolj ujemajo z mehanskimi lastnostmi naravnih organov.

Na mnogih univerzah se biomehanski inženiring šteje za podskupino biomedicinskega inženiringa. Nekatere univerze menijo, da je to disciplina sama po sebi. V obeh primerih je učni načrt verjetno mešanica razredov iz različnih oddelkov. Številne univerze študentom omogočajo, da prilagodijo svoje delo tako, da se osredotočijo na določeno področje zanimanja. Karierne možnosti so izjemno raznolike; najdemo jih na področjih, kot so ortopedija, kineziologija, protetika, atletska uspešnost, načrtovanje medicinskih pripomočkov, rehabilitacija in celo svetovalna in raziskovalna dela za industrijska, pravna in medicinska področja.