İçeriğe atla

Biyomühendislik

Bazı biyolojik makineler

Biyomühendislik veya biyoloji mühendisliği, kullanılabilir, somut ve ekonomik olarak uygulanabilir ürünler yaratmak için biyoloji ilkelerinin ve mühendislik araçlarının kullanımıdır.[1] Biyolojik yapıların mühendislik bakış açısıyla birleştirilip sağlık, çevre, gıda ve tarım gibi birçok alanda yaşanan problemlere çözüm arar.[2] Biyomühendislik, kütle ve ısı aktarımı, kimyasal kinetik, biyokatalizörler, biyomekanik, biyoenformatik, ayırma ve saflaştırma süreçleri, biyoreaktör tasarımı, yüzey bilimi, akışkanlar mekaniği, termodinamik ve polimer bilimi gibi bir dizi kuramsal ve uygulamalı bilim dalının bilgisini ve uzmanlığını kullanır.[3] Tıbbi cihazlar, teşhis aletleri, biyouyumlu malzemeler ve kataliz tasarımında, yenilenebilir enerji, ekoloji mühendisliği, ziraat mühendisliği, proses mühendisliğinde ve toplumların yaşam standartlarını iyileştiren diğer alanlarda biyomühendislik uygulamaları kullanılmaktadır.

Biyomühendislik araştırmalarına çeşitli kimyasalları üretmek için tasarlanmış bakteriler, yeni tıbbi görüntüleme teknolojileri, taşınabilir ve hızlı teşhis cihazları, protezler, biyofarmasötikler ve doku mühendisliğiyle üretilmiş organlar örnek verilebilir.[4][5] Biyomühendislik, diğer mühendislik ve teknoloji alanlarının çeşitli bilim dallarıyla (uzay mühendisliği ve uzay teknolojilerinin kinetik ve astrofizikle ilişkisi gibi) ilişkisine benzer bir şekilde biyoteknoloji ve biyomedikal bilimlerle büyük ölçüde örtüşmektedir.

Biyomühendisler genel olarak çeşitli ürünleri üretmek için biyolojik sistemleri taklit etmeye ya da biyolojik sistemleri değiştirmeye ve kontrol etmeye çalışmaktadır. Doktorlar, klinisyenler ve araştırmacılarla birlikte çalışan biyomühendisler, kimyasal ve mekanik süreçleri değiştirme, büyütme, sürdürme veya tahmin etme yolları da dahil olmak üzere biyolojik süreçleri ele almak için geleneksel mühendislik ilkelerini ve tekniklerini kullanır.[6][7]

Tarihi

İkinci dünya savaşı zamanında mühendisliğin alt dallarından biri olarak çok az bilinen biyomühendislik savaştan sonra hızla ilerleyerek bir bilim dalı olamaya başlamıştır. Biyomühendislik terimi ilk defa bilim adamı Heinz Wolff tarafından Tıbbi Araştırma Enstitüsü'nde ortaya atılmıştır. Wolff aynı yıl mezun olduktan sonra üniversitede Biyoloji Mühendisliği Bölümünde müdür olarak işe başlamıştır. Böylece biyomühendislik bir üniversitede bilim dalı olarak ilk kez kabul edilmiştir. Amerika Birleşik Devletleri'nin ilk biyolojik mühendislik programı 1966'da San Diego'daki California Üniversitesi'nde okutulmaya başlanmıştır.[8]

Kaynakça

  1. ^ Abramovitz, Melissa (2015). Biological engineering. Gale Virtual Reference Library. s. 10. ISBN 978-1-62968-526-7. 
  2. ^ "Hakkımızda". biyomuh.mcbu.edu.tr. 17 Aralık 2022 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 17 Aralık 2022. 
  3. ^ Herold, Keith; Bentley, William E.; Vossoughi, Jafar (2010). The Basics of Bioengineering Education. 26Th Southern Biomedical Engineering Conference, College Park, Maryland. s. 65. ISBN 9783642149979. 
  4. ^ "What is Bioengineering?". bioeng.berkeley.edu (İngilizce). 5 Nisan 2013 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 21 Temmuz 2018. 
  5. ^ "MSB: About the Munich School of BioEngineering". www.bioengineering.tum.de. 3 Şubat 2020 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 3 Şubat 2020. 
  6. ^ Pasotti, Lorenzo; Zucca, Susanna (3 Ağustos 2014). "Advances and Computational Tools towards Predictable Design in Biological Engineering". Computational and Mathematical Methods in Medicine. 2014: 369681. doi:10.1155/2014/369681. PMC 4137594 $2. PMID 25161694. 
  7. ^ Sheffield, University of. "What is bioengineering? - Bioengineering - The University of Sheffield". www.sheffield.ac.uk (İngilizce). 9 Mayıs 2017 tarihinde kaynağından arşivlendi. Erişim tarihi: 21 Temmuz 2018. 
  8. ^ Medical & biological engineering. Oxford ; New York: Pergamon Press. 1966–1976.

Dış bağlantılar

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Mühendislik</span> tasarımdan ekipman imalatına kadar ilerleyişi sağlayan işlevler kümesi, uygulamalı bilim

Mühendislik, köprüler, tüneller, yollar, araçlar ve binalar dahil olmak üzere makineler, yapılar ve diğer öğeleri tasarlamak ve inşa etmek için bilimsel ilkelerin kullanılmasıdır. Mühendislik disiplini, her biri uygulamalı matematik, uygulamalı bilim ve uygulama türlerinin belirli alanlarına özel vurgu yapan, geniş bir yelpazede uzmanlaşmış mühendislik alanları’nı kapsar.

<span class="mw-page-title-main">Kimya mühendisliği</span> Kimyasallarla ilgilenen mühendislik dalı

Kimya mühendisliği, kimya, matematik, fizik, biyoloji, mikrobiyoloji, biyokimya,ve ekonomi bilimlerini, ham maddelerin ya da kimyasalların daha kullanışlı ve değerli biçimlere dönüştürüldüğü proseslere uygulayan mühendislik dalıdır. Kimya mühendislerinin çalışma alanı nanoteknolojinin ve nanomalzemelerin laboratuvarda kullanımından, kimyasalları, ham maddeleri, canlı hücreleri, mikroorganizmaları ve enerjiyi kullanışlı ürünlere dönüştüren büyük ölçekli endüstriyel işlemlere kadar değişebilir.

Biyomedikal mühendisliği, geleneksel mühendisliğin analitik deneyimlerinden yararlanarak, biyoloji ve tıpta karşılaşılan problemlerin çözümü için çalışan ve teşhis, izleme ve tedavi dahil olmak üzere sağlık bakımı konusunda genel anlamda ilerlemeler sağlamayı hedefleyen, mühendisliğin tasarım ve problem çözme becerilerini tıbbi biyolojik bilimlerle birleştirerek mühendislik ve tıp arasındaki boşluğu kapatmayı amaçlayan bir mühendislik dalıdır. Öğrencilerin bu mühendislik dalını seçmelerindeki etkenler; insanlara hizmet etme hazzı, canlı sistemlerle yapılan çalışmalarda görev alma ve en ileri teknolojileri tıbbi bakımın kompleks alanlarında uygulayabilme heyecanı olarak özetlenebilir.

<span class="mw-page-title-main">Biyokimya</span> Canlı organizmalardaki kimyasal süreçlerin incelenmesi

Biyokimya, bitki, hayvan ve mikroorganizma biçimindeki bütün canlıların yapısında yer alan kimyasal maddeleri ve canlının yaşamı boyunca sürüp giden kimyasal süreçleri inceleyen bilim dalıdır.

<span class="mw-page-title-main">Farmakoloji</span> İlaçlarla ilgili biyoloji dalı

Farmakoloji ya da eczabilim günümüzdeki anlamıyla canlı organizmadaki ilaç etkilerini ve canlı organizmaya alınan ilaçların yapısını inceleyen bir bilim dalıdır. Yeni sentezlenmiş veya bitkilerden ayrıştırılmış maddelerin etkilerini biyolojik yapısını laboratuvar çalışmaları ile deney hayvanlarında, klinik araştırmalar ile insanlarda inceleyerek ilaç geliştirme çalışmalarına katkı veren bir tıp ve eczacılık bilimidir. Diğer bir deyişle, ilaçların yapımından, kullanıma sunulmasına, ilaçlar ile biyolojik dizgeler arasındaki etkileşimleri inceleyen bilim dalıdır. Farmakoloji, deneyleri ve canlılar üzerindeki araştırmalardan klinik uygulamaya değin uzanan bu karmaşık ve yoğun süreci birçok alt dalı ve yardımcı bilim dalları ile yakından bağlantılı yürütür.

Genetik mühendisliği, canlıların kalıtsal özelliklerini değiştirerek, onlara yeni işlevler kazandırılmasına yönelik araştırmalar yapan bilim alanıdır. Bu uygulamalarla uğraşan bilim insanlarına "genetik mühendisi" denir. Genetik mühendisleri, genlerin yalıtılması, çoğaltılması, farklı canlıların genlerinin birleştirilmesi ya da genlerin bir canlıdan başka bir canlıya aktarılması gibi çalışmalarla uğraşırlar. Genetik mühendisliği için, rekombinant DNA teknolojisi, gen klonlaması, DNA klonlaması, genetik maniplasyon/modifikasyon veya gen ekleme (splays) birçok bilim insanınca eş anlamlı olarak kullanılabilmektedir.

<span class="mw-page-title-main">Biyofizik</span> Fiziksel bilimlerdeki yöntemleri kullanarak biyolojik sistemlerin incelenmesi

Biyofizik, biyolojik olayları incelemek için fizikte geleneksel olarak kullanılan yaklaşım ve yöntemleri uygulayan disiplinler arası bir bilimdir. Biyofizik, moleküler seviyeden organizma ve popülasyon seviyesine kadar tüm biyolojik organizasyon ölçeklerini kapsar. Biyofiziksel araştırmalar biyokimya, moleküler biyoloji, fizikokimya, fizyoloji, nanoteknoloji, biyomühendislik, hesaplamalı biyoloji, biyomekanik, gelişim biyolojisi ve sistem biyolojisi ile önemli ölçüde örtüşmektedir.

<span class="mw-page-title-main">Massachusetts Teknoloji Enstitüsü</span> ABD, Massachusettste kurulu vakıf üniversitesi

Massachusetts Teknoloji Enstitüsü, Cambridge, Massachusetts'te bulunan özel bir araştırma üniversitesi. Enstitü, Charles Nehri boyunca bir milden (1,6 km) daha fazla, kentsel bir kampüse ve bir kara hibe, bir deniz hibe ve uzay hibesine sahiptir. Enstitü ayrıca MIT Lincoln Laboratuvarı, Bates Merkezi ve Haystack Gözlemevi gibi bir dizi büyük, kampüs dışı tesisin yanı sıra Broad ve Whitehead Enstitüleri gibi kendine bağlı laboratuvarları da içerir.

<span class="mw-page-title-main">Biyoenformatik</span> büyük, karmaşık biyolojik veri setlerinin hesaplamalı analizi

Biyobilişim veya Biyoenformatik, biyolojinin çeşitli dalları, ancak özellikle moleküler biyoloji ile bilgisayar teknolojisini ve bununla ilişkili veri işleme aygıtlarını bünyesinde barındıran bilimsel disiplin. Bir diğer tanımla, karmaşık biyolojik verilerin derlenmesi ve analiz edilmesi bilimidir.

<span class="mw-page-title-main">Georgia Teknoloji Enstitüsü</span>

Georgia Teknoloji Enstitüsü, Atlanta, Georgia ABD'de bulunan, daha çok mühendislik ve bilişim bilimleri konusunda adını duyurmuş bir üniversitedir. Günlük konuşmada GaTech, Georgia Tech veya Tech olarak anılmaktadır, kısaltma olarak ise genelde GT kullanılır. U.S. News tarafından yapılan sıralamalarda devlet üniversiteleri arasında ilk onlarda yer alır. Okul aynı zamanda Georgia Üniversite Sisteminin bir parçasıdır.

<span class="mw-page-title-main">Farmasötik kimya</span>

Medisinal ya da farmasötik kimya kimya ile eczacılığın kesiştiği noktadaki etkin madde dizaynı, organik sentez ve ilaçlar geliştirmek ile ilgili bilimsel daldır. Medisinal kimya yeni terapötik kullanım için uygun olan kimyasal oluşumların tanımlanması, sentezi ve geliştirilmesini içerir. Ayrıca halihazırdaki ilaçların biyolojik özellikleri, kantitatif yapı-etki ilişkileri üzerinde çalışır. Farmasötik kimya ilaçların kalite durumu üzerine odaklanarak ilaçların amacına uygunluğunun sağlanmasını amaçlar.

<span class="mw-page-title-main">TED Üniversitesi</span> Ankarada kurulu vakıf üniversitesi

TED Üniversitesi, 7 Temmuz 2009'da Türk Eğitim Derneği Yükseköğrenim Vakfı tarafından kurulan bir vakıf üniversitesi. 2012-2013 akademik yılında alınan 320 öğrencisi ile eğitime başlamıştır. TED Üniversitesi'nde eğitim dili İngilizcedir. Türkiye'de Sabancı Üniversitesi'nden sonra liberal bilimler tarzı eğitim veren ikinci yükseköğretim kurumudur. TED Üniversitesi, Yükseköğretim Kalite Kurulu tarafından 2021 yılında akredite edilen Koç Üniversitesi ve Bilkent Üniversitesi ile birlikte üç vakıf üniversitesinden biri olmuştur.

<span class="mw-page-title-main">Seramik mühendisliği</span> Seramik mühendisliği inorganik, metalik olmayan malzemelerden nesneleri oluşturma bilim ve teknolojisidir.

Seramik mühendisliği inorganik, metalik olmayan malzemelerden nesneleri oluşturma bilim ve teknolojisidir. Bu, ya ısıl hareketle ya da yüksek saflıktaki kimyasal çözeltilerinden çökelme reaksiyonları kullanılarak düşük sıcaklıklarda sağlanır. Bu tanım, hammaddelerin saflaştırılması, söz konusu kimyasal bileşiklerin üretimi, ürüne dönüştürülmesi, yapı kompozisyon ve özelliklerinin incelenmesi çalışmalarını içerir.

<span class="mw-page-title-main">Kimya mühendisi</span>

Kimya mühendisi, kimya endüstrisinde hammaddeleri çeşitli ürünlere çevirme konusunda çalışan, tesis ve ekipmanların tasarımı ve işletimi ile uğraşan ve tüm bunları gerçekleştirirken kimya mühendisliği bilgilerini kullanan kişilerin mesleki unvanıdır. Kısaca, kimya mühendisi kimya mühendisliği ilkelerini ilgili uygulama alanlarında kullanan ve hayata geçiren kişidir. Bu alanlar şu şekilde sıralanabilir:

  1. Endüstride çeşitli kimyasal proseslere ait tesis ve makinelerinin tasarımı, üretimi ve işletimi.
  2. Gıda, içecek, kozmetik, temizlik malzemeleri ve ilaç gibi pek çok üründe kullanılan kimyasalların geliştirilmesi.
  3. Yakıt hücreleri, hidrojen enerjisi ve nanoteknoloji gibi pek çok yeni teknolojinin geliştirilmesi.
  4. Tamamen ya da kısmen kimya mühendisliğinden türemiş malzeme bilimi, polimer mühendisliği ve biyomedikal mühendisliği gibi alanlar.
<span class="mw-page-title-main">Biyokimya mühendisliği</span>

Biyokimya mühendisliği, biyolojik ve biyokimyasal olaylara dayalı süreç ve ürünleri tasarlamak, geliştirmek veya kullanmak için mühendislik ilkelerinin benimsenerek uygulanmasıdır. Biyoproses mühendisliği olarak da bilinen ve biyolojik olayları kimyasal prensiplerle araştıran, analiz eden bir mühendislik dalıdır. Canlı bir organizmada meydana gelen kimyasal olayların incelenmesi ile başlayan biyokimya araştırmaları günümüzde başta tıp olmak üzere tarım, beslenme ve ilaç endüstrisinde de uygulama alanı bulan bir bilim dalı haline gelmiştir. Biyoloji ve kimya temel bilimlerinin bir çalışma alanı olan biyokimya, temel mühendislik prensipleriyle birçok çalışmanın gelişmesine öncülük etmiştir.

<span class="mw-page-title-main">Hesaplamalı biyoloji</span> biyolojik, davranışsal ve sosyal sistemlerin incelenmesinde veri-analitik ve teorik yöntemler, matematiksel modelleme ve hesaplamalı simülasyon teknikleri

Hesaplamalı biyoloji veya bilişimsel biyoloji, biyolojik, ekolojik, davranışsal ve sosyal sistemlerin araştırılmasında veri analitik ve teorik yöntemlerin, matematiksel modelleme ve hesaplamalı simülasyon tekniklerinin geliştirilmesini ve uygulanmasını içerir. Disiplinlerarası bir alandır ve de farklı disiplinleri kucaklar. Temelinde biyoloji, uygulamalı matematik, istatistik, biyokimya, kimya, biyofizik, moleküler biyoloji, genetik, genomik, bilgisayar bilimi ve evrim yer almaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Matematiksel ve teorik biyoloji</span>

Matematiksel ve teorik biyoloji, biyolojinin bilimsel teorileri kanıtlamak için gerekli deneyleri yapmakla uğraşan deneysel biyoloji dalının aksine biyolojik sistemlerin yapılarının, gelişimlerinin ve davranışlarının altında yatan ilkeleri araştırmak için yaşayan organizmaların teorik analizlerini, matematiksel modellerini ve soyutlamalarını kullanan bir dalıdır. Bu alan aynı zamanda matematiksel yanını vurgulamak için matematiksel biyoloji ya da biyomatematik ya da biyolojik yanını vurgulamak için ise teorik biyoloji olarak da adlandırılır. Teorik biyolojinin odak noktası daha çok biyolojinin teorik ilkelerinin geliştirilmesi iken matematiksel biyoloji biyolojik sistemlerin incelenmesinde matematiği kullanır ama her iki terim de bazen birbirinin yerine kullanılabilmektedir.

<span class="mw-page-title-main">Kimyasal reaksiyon mühendisliği</span>

Kimyasal reaksiyon mühendisliği, kimya mühendisliği ve endüstriyel kimya alanında kullanılan kimyasal reaktörler ve tepkime kinetiği ile ilgilenen bir uzmanlık alanıdır. Tepkime kinetiği ve reaktör tasarımını birleştiren kimyasal reaksiyon mühendisliği, birçok endüstriyel kimyasalın üretimi için gerekli temel bir unsurdur. Kimyasal reaksiyon mühendisliği disiplininin günlük hayatta pek çok uygulama alanı bulunur. Kimyasal üretimi, ilaç üretimi ve atık arıtımı faaliyetlerinde reaksiyon mühendisliği kullanılır. Enzim kinetiği, farmakokinetik, ısı etkileri, ani reaksiyonlar ve tesis güvenliği gibi konularda da kimyasal reaksiyon mühendisliği disiplininden faydalanılır. Kimyasal reaksiyon mühendisliği ilk kez 1940'lar ve 1950'lerde hızla büyüyen kimya ve petrokimya sanayisinin ihtiyaçlarını karşılamak için ortaya çıkmış ve günümüze kadar plastiklerin, kimyasalların, ilaçların ve diğer pek çok maddenin üretim süreçlerinde kullanılan bir yöntem olmuştur.

<span class="mw-page-title-main">Biyomedikal bilimler</span> Bilimin sağlık hizmetlerine uygulanması

Biyomedikal bilimler, sağlık veya halk sağlığı alanında kullanılan bilgi, müdahaleler veya teknolojiyi geliştirmek için doğa biliminin veya resmi bilimin veya her ikisinin bazı kısımlarını uygulayan bir bilimler dizisidir. Biyomedikal bilimler, sağlık, hastalık ve davranış hakkında bilgi üretiminin önde gelen bir alanı haline gelmiştir. Biyomedikal bilimler, sağlık, hastalık ve davranış hakkında bilgi üretiminin önemli bir alanı haline gelmiştir.

Biyoorganik kimya, organik kimya ve biyokimyayı birleştiren bilimsel bir disiplindir. Biyolojik süreçlerin kimyasal yöntemlerle incelenmesiyle ilgilenen kimya dalıdır. Protein ve enzim fonksiyonu bu süreçlerin örnekleridir.