生物医学工程专业解析

作者：张馨予

更详细的说法是一门理、工和医学相结合的学科，运用现代自然科学和工程技术的原理和方法，从工程学的角度，再多层次上研究人体的机构、功能及其相互关系，揭示其生命现象，为疾病的预防、诊断、治疗和康复，保障人类健康，提供新的技术手段的一门综合性，高技术学科。

我们需要帮助医学解决的问题分为三个方面：预防、诊断、治疗。每个方面都给医学工作提供了一定程度的支撑。

比如在预防方面，生物学工程下面的计算生物学，也就是指在一个人生病之前，先把他的 DNA 提取出来，然后通过这个数据来预测这个人有可能得哪方面的疾病以及疾病的性状是怎样的。

第二个方面是诊断，比如说你生病去看医生，医生会让你做一个诸如核磁共振类型的检查，这些都是由BME这个学科来提供技术支持的。

第三个方面是治疗，很久之前医生做手术时用的还是柳叶刀，但是非常麻烦。现在的手术刀就会非常的方便，解决了很多不必要的问题。这也是我们生物学工程给临床医学带来的便利。

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常见分支

生物医学成像

生物医学成像（Biomedical Imaging）是医疗设备的主要部分。该领域涉及使临床医生能够直观或间接地“查看”在明显视野中不明显的事物（例如由于它们的大小和/或位置）。

这可能涉及利用超声波，磁力，紫外线，放射学和其他手段，为癌症、心血管疾、神经系统及眼科等疾病研发新的诊断和治疗工具。

生物力学和机械生物学

生物力学和机械生物学（Biomechanics and Mechanobiology）：是由生物对作用力和应变的反应联系起来的。

要了解负荷对生物系统的整体影响，重要的是不仅要考虑力应用所导致的变形和剪切速率，还要考虑短期和长期的生物反应。

生物力学和机械生物学侧重于研究分子、细胞、组织和器官。

组织工程学和再生医学

组织工程学和再生医学（Tissue Engineering and Regenerative Medicine）：是能够实现替换或再生已经患病/受损的细胞、组织和器官，目前的研究技术包括用于修复各种组织和器官的生物材料/细胞构建体，有干细胞疗法和免疫疗法。

该研究方向通常与材料科学、细胞生物学、临床科学、免疫学、基因组科学等结合比较密切。例如在人造生物反应器构造中使用肝脏细胞的肝辅助装置。

生物材料

生物材料（Biostatistics）：主要包括用于修复、替换和刺激生物系统的人造材料。目前包括纳米材料、软材料、免疫活性材料、组织支架的设计以及复杂机制生物材料的研究。比如：心脏瓣膜，皮肤修复，隐形眼镜，用于牙齿固定的植入物。

细胞和生物分子工程学

细胞和生物分子工程学 (Cellular and Biomolecular Engineering)：生物工程师将工程学原理应用于细胞与分子生物学的问题上，有目的地修改细胞的性质，以改善其在特定应用下的性能。

比如：使用重组DNA设计新细胞并使正常细胞粘附到人造植入的生物材料上。

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药物和基因传递

药物和基因传递（Drug and Gene Delivery）：涉及药物、基因和基因产物的开发和传递，而这些最终能够改变细胞、组织和活生物体蛋白质的表达及其功能。

主要包括质粒、纳米粒子、病毒、脂质体、肽/蛋白质复合物和生物材料支架等载体的开发，以及药物的基因传递。

免疫工程学

免疫工程学（Immune Engineering）：通过对免疫系统的了解、控制和应用，研发一系列可用于治疗伤口、慢性炎症、癌症等疾病的新型疫苗和新疗法。

神经工程

神经工程(Neural Engineering)：是一个比较前沿的方向，可以理解神经工程是属于结合神经科学与医学电子、组织工程、生医电子、生医光电及信息处理等工程技术的一跨领域整合性的研究。