آشنایی با رشته مهندسی پزشکی در گرایش بیو متریال

رشته‌ي بيومتريال كه يكي از گرايش‌هاي زير مجموعه‌ي مهندسي پزشكي است از حدود ۵۰ سال پيش به عنوان يك زمينه‌ي‌ علمي مطرح شد و همانند ديگر گرايش‌هاي مهندسي پزشكي برپايه‌ي تركيب چند رشته بنا شد.


در اين رشته‌ بطور معمول برروي تهيه‌ي مواد گوناگون مصنوعي و طبيعي، طراحي روش‌هاي ساخت و قالب‌گيري نهايي ماده و در نهايت اصلاح مواد براي كاربرد اختصاصي در پزشكي تحقيق صورت مي‌گيرد. توسعه‌ي انواع مدل‌هاي وسايل پزشكي نيازمند انتخاب، ساخت و آزمايش مواد است كه لازمه‌ي آن درك و فهم درست از شيمي و فيزيك مواد و شناخت محيط بيولوژيك بدن است. به عبارت ديگر بايد توجه داشت كه آينده‌ي علم بيومتريال در گرو توانائي ما در فهم كشفيات جديد در شيمي، فيزيك، بيولوژي و پزشكي است.
بطور كلي موارد استفاده‌ي بيومتريال‌ها در جايگزيني و تعويض اعضاء و اندام‌هايي از بدن است كه بر اثر بيماري يا آسيب، كاربري خود را از دست داده‌اند تا از اين طريق جراحت يا بيماري اعضاء مذكور التيام پذيرد، كاربري و عمل آنها اصلاح شود و ناهنجاري يا وضعيت غير طبيعي آنها تصحيح گردد.
همچنانكه اشاره شد نقش رشته‌ي بيومتريال به طور قابل توجهي تحت تأثير پيشرفت‌هاي بدست آمده در بسياري از زمينه‌هاي پزشكي و مهندسي بوده است. در واقع وظيفه‌ي اصلي يك مهندس بيومتريال بدست آوردن اطلاعات لازم براي حل مسائل عملي و متداول در زمينه‌ي مواد مرتبط با بدن انسان است.
بطور مثال از آنجاكه بسياري از اعضاء و بافت‌هاي جايگزين شونده، آسيب ديده و يا بيمار هستند، لذا يك محقق بايد تغييرات سلولي را بشناسد كه منجر به نارسايي عملكرد سلول و رفتار غير معمول آن مي‌گردد.
در خيلي از موارد اثر بيومتريال و يا وسيله‌ي پزشكي روي بافت، تنها بعد از در تماس قرار دادن ماده و سلول مشخص مي‌شود و لذا محققان بيومتريال بايد قادر باشند اثرات بيومتريال را روي سلول، بافت و اعضاء ارزيابي كنند. انجام بررسي‌هاي ايمني، نيازمند درك چگونگي واكنش سلول و بافت با ماده كاشتني است.
رشته‌ي بيومتريال با توجه به سابقه‌ي طولاني مدت در جايگزيني بافت‌ها توسط مواد طبيعي و يا مواد ساخته‌ي دست بشر بطور چشمگيري در قرن بيستم پيشرفت كرده است. بطوركلي مواد مورد استفاده در بدن را به چهار گروه عمده دسته‌بندي مي‌كنند كه عبارتند از فلزات، سراميك‌ها، پليمرها و كامپوزيت‌ها.
در بيومتريال زمينه‌هاي مختلف و رو به رشدي وجود دارد كه از آن جمله مي‌توان به مهندسي بافت، سيستم‌هاي رهايش كنترل شده دارو، اصلاح سطوح مواد، نانوتكنولوژي، بيوسنسورها و . . . اشاره كرد كه هر يك در جايگاه خود خدمات منحصر بفردي در جهت بهبود زندگي انسان ارائه مي‌دهند. لازم به ذكر است كه مهندسي بافت، سيستم‌هاي انتقال دارو و بيوسنسورها از جمله مواردي هستند كه منحصر به رشته‌ي بيومتريال هستند. به عنوان مثال در زمينه‌ي رهايش كنترل شده‌ي دارو اميدهاي زيادي براي درمان يا تسكين بيماري‌هاي خطرناك و صعب العلاجي مانند سرطان، فشار خون و ديابت فراهم گرديده است، يا در زمينه مهندسي بافت ترميم اعصاب قطع شده و جايگزيني غضروف از جمله موارد مورد تحقيق است.
با توجه به مطالب آموزش داده شده در طول دوران تحصيل دانشگاهي، بطور خلاصه توانايي‌هاي يك مهندس بيومتريال را مي‌توان بدين صورت برشمرد:
۱. آشنايي كامل با علم توليد و كاربرد مواد شامل پليمرها، فلزات، سراميك‌ها و كامپوزيت‌ها
۲. شناخت كافي در زمينه‌ي برقراري ارتباط مواد با محيط بيولوژيك بدن نظير آناتومي و فيزيولوژي بافت‌هاي مختلف بدن
۳. روش‌هاي اصلاح سطح، پوشش‌دهي مواد و بهينه نمودن خصوصيات سطحي
۴. آشنايي كامل با مبحث مهندسي بافت كه يكي از جديدترين دستاوردهاي بشر براي دستيابي به جايگزين‌هاي مصنوعي است. عمر اين رشته‌ي مهندسي در دنيا كمتر از ۲۰ سال است كه خوشبختانه در ايران نيز تحقيقات گسترده و دامنه‌داري در مورد آن انجام شده است. از آن‌جمله مي‌توان به ساخت داربست‌هاي مهندسي بافت استخوان، غضروف، پوست و . . . توسط دانشجويان دانشگاه صنعتي اميركبير اشاره نمود.
۵. آشنايي با روش‌هاي نوين دارو رساني و انتقال كنترل شده داروها به بدن. به عنوان مثال نحوه‌ي انتقال طولاني مدت داروهاي ضد بارداري (نورپلنت)
۶. شناخت روش‌هاي تخريب پليمرها، خوردگي فلزات و اضمحلال سراميك‌ها
۷. آشنايي با مبحث بيوسنسورها
۸. آشنايي مقدماتي با اصول و عملكرد تجهيزات پزشكي و سيستم‌هاي آن
بدين ترتيب، با توجه به منابع بسيار فراوان مواد اوليه فلزي، سراميكي و پليمري در كشور و توانمندي مهندسان ايراني، شرايط مناسبي براي رسيدن به خودكفايي و يا محدود كردن واردات بسياري از تجهيزات پزشكي مورد نياز كشور فراهم شده‌ است. لذا بايد گفت كه توجه بيشتر به اين رشته مي‌تواند سبب تقويت زمينه‌هاي ارتباطي پزشكان و مهندسان در جهت رفع مشكلات پزشكي در قالب همكاريهاي مشترك گردد.
از آنجاكه رشته‌ي بيومتريال يك رشته‌ي تازه تأسيس در بسياري از دانشگاه‌هاي جهان است، بنابراين با توجه ويژه به آن مي‌توان حداقل در اين رشته فاصله علمي كشور را با ديگر كشورهاي پيشرو تا حدود زيادي كاهش داد، بويژه در زمينه‌ي نانوتكنولوژي كه از الويت‌هاي مهم بسياري از كشورها و از جمله كشور عزيزمان است. تربيت نيروهاي متخصص متناسب با نياز كشور و طبيعت چند جانبه‌ي اين علم باعث مي‌شود تا متخصصان بيومتريال با جمع كردن جنبه‌هاي مختلف علوم، بهترين راه حل‌هاي عملي را براي مشكلات پزشكي پيدا كنند.