Che cos'è l'ingegneria biomedica?

L'ingegneria biomedica è un campo interdisciplinare che unisce le scienze biologiche alla progettazione ingegneristica. L'obiettivo generale del settore è migliorare l'assistenza sanitaria sviluppando soluzioni ingegneristiche per la valutazione, la diagnosi e il trattamento di varie condizioni mediche. Il campo abbraccia una vasta gamma di applicazioni tra cui imaging medico, protesi, tecnologia indossabile e sistemi di consegna di farmaci impiantabili.

Key Takeaways: ingegneria biomedica

• L'ingegneria biomedica attinge a molti campi tra cui biologia, chimica, fisica, ingegneria meccanica, ingegneria elettrica e scienza dei materiali.
• Gli ingegneri biomedici possono lavorare per ospedali, università, aziende farmaceutiche e aziende manifatturiere private.
• Il campo è diversificato e le specialità di ricerca spaziano dalle grandi apparecchiature di imaging di tutto il corpo ai nanorobot iniettabili.

Cosa fanno gli ingegneri biomedici?

In termini generali, gli ingegneri biomedici usano le loro capacità ingegneristiche per migliorare l'assistenza sanitaria e migliorare la qualità della vita umana. Conosciamo tutti alcuni dei prodotti creati da ingegneri biomedici come impianti dentali, macchine per dialisi, arti protesici, dispositivi per risonanza magnetica e lenti correttive.

I lavori effettivi eseguiti da ingegneri biomedici variano notevolmente. Alcuni lavorano in gran parte con computer e tecnologie informatiche al fine di analizzare e comprendere sistemi biologici complessi. Ad esempio, le analisi genetiche condotte in laboratori medici e aziende come 23andMe richiedono lo sviluppo di solidi sistemi informatici per lo scricchiolio dei numeri.

Altri ingegneri biomedici lavorano con i biomateriali, un campo che si sovrappone all'ingegneria dei materiali. Un biomateriale è qualsiasi materiale che interagisce con un sistema biologico. Un impianto per anca, ad esempio, deve essere fatto di un materiale forte e duraturo che può sopravvivere all'interno di un corpo umano. Tutti gli impianti, gli aghi, gli stent e le suture devono essere realizzati con materiali attentamente ingegnerizzati in grado di svolgere il compito designato senza provocare una reazione dannosa dal corpo umano. Gli organi artificiali sono un'area di studio emergente che dipende fortemente dagli esperti in biomateriali.

Come per tutte le tecnologie, i progressi nell'ingegneria biomedica sono spesso legati alla creazione di dispositivi medici più piccoli. La bionanotecnologia è un campo in crescita poiché ingegneri e professionisti medici lavorano per sviluppare nuovi metodi per fornire medicinali e terapia genica, diagnosticare la salute e riparare il corpo. Esistono già nanorobot delle dimensioni di una cellula del sangue e possiamo aspettarci progressi significativi su questo fronte.

Gli ingegneri biomedici lavorano spesso in ospedali, università e aziende che sviluppano prodotti nel campo della salute.

Corsi universitari in ingegneria biomedica

Per essere un ingegnere biomedico, avrai bisogno di un minimo di una laurea. Come in tutti i campi dell'ingegneria, avrai un curriculum di base che include fisica, chimica generale e matematica attraverso calcolo multi-variabile ed equazioni differenziali. A differenza della maggior parte dei settori dell'ingegneria, i corsi si concentreranno in modo significativo sulle scienze biologiche. I corsi tipici includono:

• Biologia molecolare
• Meccanica dei fluidi
• Chimica organica
• Biomeccanica
• Ingegneria cellulare e tissutale
• Biosistemi e circuiti
• biomateriali
• Fisiologia qualitativa

La natura interdisciplinare dell'ingegneria biomeccanica significa che gli studenti devono eccellere in diversi campi STEM. Il maggiore può essere una buona scelta per gli studenti con ampi interessi in matematica e scienze.

Gli studenti che desiderano avanzare nella gestione dell'ingegneria sarebbero saggi integrare la loro formazione universitaria con corsi di leadership, capacità di scrittura e comunicazione e business.

Le migliori scuole di ingegneria biomedica

L'ingegneria biomedica è un campo in crescita che si prevede continuerà ad espandersi man mano che le popolazioni aumentano sia in numero che in età. Per questo motivo, sempre più scuole hanno aggiunto ingegneria biomedica alle loro offerte STEM. Le migliori scuole di ingegneria biomedica tendono ad avere programmi di grandi dimensioni con una facoltà di talento, strutture di ricerca ben attrezzate e accesso agli ospedali e alle strutture mediche della zona.

• Duke University: il dipartimento BME di Duke si trova a breve distanza a piedi dall'ospedale universitario Duke e dalla School of Medicine, quindi è stato facile sviluppare collaborazioni significative tra ingegneria e scienze della salute. Il programma è supportato da 34 membri di facoltà e laureati circa 100 studenti di laurea triennale all'anno. Duke ospita 10 centri e istituti legati all'ingegneria biomedica.
• Georgia Tech: Georgia Tech è una delle migliori università pubbliche della nazione e tende a posizionarsi in alto per tutti i settori dell'ingegneria. L'ingegneria biomedica non fa eccezione. La sede di Atlanta nell'università è una vera risorsa e il programma BME ha una forte collaborazione di ricerca e formazione con la vicina Emory University. Il programma enfatizza l'apprendimento basato sui problemi, la progettazione e la ricerca indipendente, quindi gli studenti si laureano con molta esperienza pratica.
• Johns Hopkins University: Johns Hopkins in genere non è in cima alle liste dei migliori programmi di ingegneria, ma l'ingegneria biomedica è una chiara eccezione. JHU è spesso al primo posto nel paese per BME. L'università è stata a lungo leader nelle scienze biologiche e sanitarie dai livelli universitari ai dottorati. Le opportunità di ricerca abbondano con 11 centri e istituti affiliati e l'università è orgogliosa del suo nuovo BME Design Studio, uno spazio di lavoro a pianta aperta in cui gli studenti possono incontrarsi, fare brainstorming e creare prototipi di dispositivi biomedici.
• Massachusetts Institute of Technology: il MIT laurea circa 50 ingegneri biomedici ogni anno e altri 50 dai suoi programmi di laurea BME. L'istituto ha da tempo un programma ben finanziato per sostenere e incoraggiare la ricerca universitaria e gli studenti universitari possono lavorare a fianco di studenti laureati, membri di facoltà e professionisti medici nei 10 centri di ricerca affiliati della scuola.
• Stanford University: i tre pilastri del programma BSE di Stanford - "Misura, modella, crea" - sottolinea l'enfasi della scuola sull'atto di creare. Il programma risiede congiuntamente nella School of Engineering e nella School of Medicine, portando a una collaborazione senza ostacoli tra ingegneria e scienze della vita. Dalla funzione di genomica funzionale alla collaborazione di Biodesign alla struttura di animali transgenici, Stanford dispone delle strutture e delle risorse per supportare un'ampia gamma di ricerche di ingegneria biomedica.
• Università della California a San Diego: una delle due università pubbliche in questa lista, l'UCSD assegna ogni anno circa 100 lauree in ingegneria biomedica. Il programma è stato fondato nel 1994, ma è rapidamente cresciuto fino alla preminenza grazie alla sua ponderata collaborazione tra le scuole di ingegneria e medicina. L'UCSD si è sviluppato per aree di interesse in cui eccelle davvero: cancro, malattie cardiovascolari, disturbi metabolici e malattie neurodegenerative.

Stipendi medi per ingegneri biomedici

I campi di ingegneria tendono ad avere salari molto più alti delle medie nazionali per tutti i lavori e l'ingegneria biomedica si adatta a questa tendenza. Secondo PayScale.com, la retribuzione media annua per un'ingegneria biomedica è $ 66.000 all'inizio della carriera di un dipendente e $ 110,300 a metà carriera. Questi numeri sono leggermente al di sotto dell'ingegneria elettrica e dell'ingegneria aerospaziale, ma un po 'più alti dell'ingegneria meccanica e dell'ingegneria dei materiali. Il Bureau of Labor Statistics afferma che la paga media per gli ingegneri biomedici era di $ 88.040 nel 2017 e che ci sono poco più di 21.000 persone impiegate sul campo.