اقتباس:
المشاركة الأصلية كتبت بواسطة pr3ttysparrow
بجد متشكر بس ممكن توضيح اكتر للاقسام دى؟؟؟
|
ربنا يخليك إطلب إي شئ وإن شاء الله أنا تحت أمرك
فروع الهندسة الطبية
1-
الهندسة الكهربائية الطبية (Bioelectrical Engineeing): وتنقسم إلى قسمين:
أولاً :
علم الإشارات الكهربائية الحيوية (Bioelectromagnetism).
الإشارات الكهربائية الصادرة عن القلب
الكهرباء الحيوية (
بالإنجليزية: Bioelectromagnetism) وهو العلم الذي يبحث في الاستفادة من الإشارات الكهربائية أو المغناطيسية أو الكهرومغناطيسية للأنسجة الحية وللأجسام المجهرية التي توثر عليها بهدف تشخيص حالة وأداء هذه الأنسجة، و هذا العلم
ثانياً:
علم التأثيرات الكهربائية الحيوية (Bioelectromagnetics):
و هو العلم الذي يدرس التأثيرات الكهربائية أو المغناطيسية أو الكهرومغناطيسية الخارجية والتي تصدر عن أجهزة من صنع الإنسان على الأنسجة الحية لمعالجة الاختلالات في الوظائف الحيوية التي تعانيها هذه الأنسجة. ويندرج تصميم وتطوير قطاع واسع من الأجهزة الطبية تحت هذا العلم
2- الهندسة الميكانيكية الحيوية (Biomechanical Engineering) وتنقسم إلى قسمين:
أولاً : علم
ميكانيكا حيوية (Biomechanics)وهذا العلم يدرس حركة وطبيعة انتقال المواد الحيوية داخل جسم الإنسان
الميكانيكا الحيوية (
بالإنجليزية: Biomechanics): هو تطبيق للمبادئ الميكانيكية على
الكائنات الحية. هذا يشمل دراسة وتحليل
ميكانيكا الكائنات الحية وتطبيق المبادئ الهندسية واستقائها من الأنظمة الأحيائية.
يطبق هذا البحث والتحليل على عدة مستويات بدءاً من المستوي الجزيئي الذي تتألف منه المواد الحية مثل
الكولاجين والإلاستين، إلى مستوي الأعضاء والأنسجة. بعض التطبيقات البسيطة
للميكانيكا النيوتنية يمكن أن تعطي مقاربات صحيحة على كل مستوي، ولكن التفاصيل الدقيقة تتطلب استخدام
ميكانيكا الأوساط المتصلة.
جيوفاني ألفنسو بيرولي كتب أول كتاب في موضوع الميكانيكا الحيوية بعنوان (De Motu Animalium)، يعني حركة الحيوانات. لم ينظر إلى أجسام الحيوانات على أنها أنظمة ميكانيكية فحسب، بل واصل الأسئلة كالفرق الفيزيولوجي بين تخيل إنجاز عمل ما والقيام به فعلياً.
بعض الأمثلة البسيطة لأبحاث الميكانيكا الحيوية تشمل دراسة القوى المؤثرة على الأطراف (الأعضاء)،
والديناميكا الهوائية لطيران الحشرات والطيور،
وميكانيكا الموائع في سباحة السمك، الثباتية والرسوخ التي تقدمها جذور الأشجار، وجمع أنواع الحركة في كل أشكال الحياة، بدءاً من الخلايا المفردة ارتقاءاً إلى جميع الأحياء. الميكانيكا الحيوية للجسم البشري هو في صلب
علم الحركة.
تلعب الميكانيكا التطبيقية أدواراً أساسية في دراسة الميكانيكا الحيوية. وخصوصا
الديناميكا الحرارية،
وميكانيكا الأوساط المتصلة، وفروع
الهندسة الميكانيكية مثل
ميكانيكا الموائع،
وميكانيكا الأجسام الصلبة. لقد ظهر أن الحمولات والتشوهات المطبقة يمكن أن تؤثر على خصائص الأنسجة الحية. يوجد أبحاث أكثر في مجال نمو وإعادة تشكل الأعضاء كرد على هذه الحمولات المطبقة. مثلاً، تأثير
ضغط الدم المرتفع على ميكانيكية جدران
الشرايين، وسلوك الخلايا العضلية القلبية مع
احتشاء القلب، ونمو
العظم كاستجابة لممارسات معينة، ونمو النباتات التأقلمي مع حركة الريح، تعتبر كشاهد على أن الأنسجة الحية تتشكل من جديد كنتيجة مباشرة للأحمال المطبقة. توظف العلوم الرياضية المختلفة تشمل
الجبر الخطي،
والمعادلات التفاضلية،
الأشعة، حسابات
التنسور والتقنيات العددية والحسابية مثل
طريقة العناصر المنتهية.
إن دراسة المواد الحيوية مهمة جداً للميكانيكا الحيوية. فالأنسجة الحيوية المختلفة في الجسم مثل الجلد والعظم والشرايين، كلا منها ذو خواص فردية بذاتها. فالاستجابة الميكانيكية المنفعلة للأنسجة الخاصة يمكن أن تتبع خصائص
البروتينات المختلفة، مثل
الإلاستين والكولاجين، والخلايا الحية، والمواد الأساسية مثل
بروتيوغليكان، وتوجه الألياف داخل
النسيج. مثلاً، إذا كان
الجلد البشري مركب من البروتين غير الكولاجين، فإن العديد من الخصائص الميكانيكية، مثل
معامل المرونة، سيكون مختلفاً. إن
الكيمياء،
وعلم الأحياء الجزيئية،
وعلم حياة الخلية تشرح الخواص المنفعلة والفاعلة للأنسجة الحية. مثلاً، في
التقلص العضلي، ارتباط
الميوزين مع
الأكتين يقوم على تفاعل كيميائي حيوي يشمل شوارد
الكالسيوم و(
أدينوسين ثلاثي الفوسفات).
ثانياً: علم
ميكانيكا الحركة الحيوية (Biotransport) ويختص هذا العلم في معالجة اختلالات الحركة عند الإنسان.
يدرس هذا العلم حركة الإنسان ويبحث في معالجة الإختلالات الحركية لديه وتعد الأطراف الصناعية أحد أهم منجزات هذا العلم وقد شهد هذا العلم تطوراً كبيراً بعد الحرب العالمية الثانية بسبب إصابة العديد من الجنود بإعاقات دائمة بسبب الحرب.
3- هندسة
المواد الحيوية (Biomaterials).
يشير المصطلح
مادة حيوية (
بالإنجليزية: Biomaterial) إلى
المواد المصنعة والتي تستخدم في صناعة
الأطراف الصناعية أو الأجهزة الطبية الأخرى من أجل زراعتها في
جسم الإنسان والتي سوف تكون في تماس مباشر مع
أنسجة الجسم وأعضاءه (مثال: أنابيب آلة نقل
الدم من
القلب إلى
الرئتين).
على الرغم من التقدم الكبير الحاصل في
علم المواد، تبقى التقنية المعاصرة قاصرة عن تقديم أي مادة صنعية قابلة لتعويض أي جزء من الجسم الحي. على الرغم من وجود الكثير من الحلول الموجودة حالياً في استعمال بعض المواد في استبدال الأعضاء إلا أنه لا يمكن التوقع أبداً أن يعمل العضو البديل بنفس كفاءة العضو الأصلي. على سبيل المثال من الممكن استبدال جزء من عظم بجزء مصنع من
سبيكة التيتانيوم التي لها متانة أعلى من
العظم الأصلي إلا أنها تفتقد لخواص العظم في التأقلم على الحمولات المختلفة أو إصلاح
التعب الميكانيكي الحاصل فيه بسبب الاستخدام عبر الزمن.
4-
هندسة النسج والجزيئات والخلايا(Tissue,Molecular & Cellular Engineering).
التعريف
هي عبارة عن الاستفادة من
علم الخلايا وعلم
الهندسة الطبية الحيوية وعلم
المواد الحيوية والكيمياء الحيوية لاستبدال أو معالجة وظائف
نسيج حيوي معين. الحيوية للأنسجة الحيوية المختلفة (
العظام،
الجلد ،الخلايا الجذعية.. إلخ). كما يدرس هذا العلم ما يعرف
بجزيئة حيوية وما تتكون منه.
هندسة النسج (
بالإنجليزية: Tissues Engneerring)ويشمل علم
الهندسة الجينية؛ والذي يتضمن تصنيع اللقاحات الجينية، وعلم المعالجة الجينية.ومن التقنيات المثيرة للجدل في هندسة الأنسجة تقنية
الهندسة الوراثية وهي تكوين كائنات محوّرة جنينياً Genetically Modifid Organisms. ولكن هذه التقنية تأتي بكائن أضعف من الكائن الذي أخذت منه الخلية الأولى وبالتالي يعتبر الاستخدام الأكثر فائدة لهذا العلم هو في إمكان زرع أعضاء جديدة مكان أعضاء تالفة أو معتلّة(مثل المثانة والأوعية الدموية، وربما القلب والكبد والبنكرياس وأعضاء أخرى).وتعتمد هذه التقنية على زرع خلايا جنينية غير متمايزة تعرف بالخلايا الجذعية الجنينية Embroynic Stem Cell.حيث تزرع هذه الخلايا الجذعية على قالب شبكي البنية له شكل العضو المعني، وتتألف (أسلاك) هذا القالب من مادة قابلة للتفكك أيدولوجياً Biodegradable. فتوضع الخلايا الجذعية الجنينية على سطوح القالب الخارجية والداخلية في عيون الشبكة وتبني العضو المعني.أما الخلايا الجذعية الجنينية، فتؤخذ حيث يكون الجنين في أسبوعه الثاني، وقبل أن تبدأ الخلايا في التباين، فهي لم تزل لم يكتب عليها أي اتجاه، ويمكن توجيهها في أي مسار تمايزي منشود فتدخلها على تركيب وسط الزرع، وذلك لأن ظفيرة ال DNA في هذه الخلايا الساذجة لم تمتلك نمطاً محدداً.وعلى الرغم من الفوائد التي تأتي بها هندسة النسيج حيث يمكن صناعة الأعضاء المعتلّة، إلا أن ذلك قد يكون على حساب الاتجار بالأجنة مستقبلاً.