Arama

Biyomühendislik

Bu Konuya Puan Verin:

Güncelleme: 9 Aralık 2012 Gösterim: 4.732 Cevap: 4

Cevap Yaz

ThinkerBeLL

VIP VIP Üye

12 Mart 2009 Mesaj #1

VIP VIP Üye

Biyomühendislik
MsxLabs.org & Vikipedi, özgür ansiklopedi

Sponsorlu Bağlantılar

Biyomühendislik; biyoloji, moleküler biyoloji, biyokimya, mikrobiyoloji, hücre metabolizması ile, temel mühendislik ve malzeme bilimlerindeki hızlı ilerlemeler sonucu gelişen biyolojik teknikler ve mühendislik ilkelerinin canlı sistemlere ve bu alanlarda karşılaşılan sorunlara uygulandığı bir bilim dalıdır.
Türkiye’de ilk kez 2000 yılında mühendislik fakülteleri bünyesinde yer alan Biyomühendislik bölümü, Biyoproses mühendisliği, Biyomedikal mühendislik, Genetik mühendisliği ana bilim dallarını içermektedir. Bunlar da kendi içlerinde alt başlıkları ile çok geniş bir yelpazeyi kapsamaktadırlar.

1. Biyoproses Mühendisliği

Biyoproses tasarımı
Biyokataliz
Biyoseparasyon

Immobilize enzimlerin geliştirilmesi, zararlı atık/atıkların mikrobiyal parçalanması, mikrobiyal yolla petrol çıkartılması.
Yeni ve ekonomik biyoreaktörlerin tasarımı. Biyolojik olayların daha kolay anlaşılması için, matematik modelleme ve simulasyon. Biyoenstrümantasyon ve ölçek büyütme, sulu ve çözgen ortamda biyokataliz.
Membran ayırmı, süperkritik akışkanlarla ayırım, biyolojik materyalin ayırma ve saflaştırma yöntemlerinin optimizasyonu. Kromatografik ve ekstraktif biyoseparasyon işlemleri, adsorpsiyon, iki fazlı sıvı polimer sistemleri ve miseller kullanılarak ayırma.
Hücre dışı ortamın kontrolu ile protein üretiminin kontrolu, besin elementleri transportu, özel tipteki biyoreaktörlerin tasarımı, biyoreaktör çalıma koşullarının belirlenmesi.

2. Biyomedikal Mühendislik

Biyomedikal tanı
Biyomedikal terapi
Biyomekanik
Biyomateryaller

Tanı ve terapide kullanılacak invasif ve non-invasif tekniklerin geliştirilmesi.
Redoks enzimleri ile elektriksel iletişim kurma, biyosensörler, elektroenzimatik sentezler, fizyolojik olayların ölçüm ve analizi.
Biyoreoloji, kan dolaşımı ve hastalıklarının modellenmesi, hücreler ve dokularla olumlu etkileşim kurabilen sentetik biyomateryallerin geliştirilmesi.
Yapay organların ve implantların geliştirilmesi ve temel mühendislik ilkeleri yardımıyla vücut yapı fonksiyonlarının modellenmesi (Kardiyovasküler ve mukoskeletal sistemler).
Doku ve organ rejenerasyonu, polimer-hücre etkileşimleri. Permeabilite, presipitasyon, koagülasyon, mikrosirkülasyon ve transport gibi olayların moleküler düzeyde tanımlanması.
Biyolojik olarak parçalanabilir polimerler, biyokompatibilite ve toksikoloji, kontrollu salınım ile tedavi. Membran sistemlerinin biyomedikal uygulamaları (Diyaliz gibi).
Yaşam desteği sistemlerinin geliştirilmesi ve rehabilitasyonunun temel ilkeleri.

3. Genetik Mühendisliği

Hücresel mühendislik
Doku kültürü mühendisliği

Yeni klonlama teknikleri, rekombinant ve non-rekombinant hücreler. Gen izolasyonu, aşı araştırmaları, plazmid kararlılığı, elektroporasyon.
Hayvan ve bitki hücrelerinin üretim/çoğalma kinetiği, metabolizmaları.
Hibridoma teknikleri, yeni proteinlerin üretimi, sentetik polimer-hücre sistemleri yardımıyla, yarı-yapay organlar (karaciğer, pankreas) geliştirilmesi.

4. Moleküler Mühendislik

Protein mühendisliği
Aktif madde tasarımı

Hibrid proteinler, protein beliriminin hızlandırılması. Protein üretiminde hücre içi olaylar, protein salınımı.
Proteinlerin birbirleriyle etkileşimleri, yüzey olayları ve protein kararlılığı. Protein agregasyonu ve denatürasyonunun kinetiği, termodinamiği.
İlaç olarak kullanılan proteinlerin yapısı, kararlılığı, formulasyonu. Hücresel inhibitörler, Kontrollu salınım/difüzyon.

5. Biyoteknoloji

Endüstriyel biyoteknoloji,
Algal biyoteknoloji,
Çevre biyoteknolojisi

Farklı uygulama alanlarına ve uygulama sektörlerine yönelik yöntem ve proses geliştirme çalışmaları.

Biyomühendislik Çalışma Alanları
Biyomühendislik eğitim planında öğrencilere; biyoloji boyutu ile, biyolojik sistemlerden yararlanan yeni biyoteknolojilerin geliştirilmesi ve bunların sanayideki kullanımları, mühendislik boyutu ile de mühendislik kavram ve yöntemlerinin aktarılması hedeflenmektedir.
Biyomühendislik eğitimi ile kazandırılan beceriler aşağıda belirtilen ürünlerin üretildiği ve hizmetlerin verildiği sektörlerde uygulama alanı bulmaktadır.

Çesitli gıda maddeleri
Enerji kaynakları (hidrojen, etanol, biyogaz)
İlaçlar (antibiyotikler, vitaminler, hormonlar)
Aşılar, tanı kitleri
Biyokimyasal maddeler (protein ve amino asitler, enzimler, organik asit ve çözgenler, pestisitler ve çesitli polimerler)
Biyomedikal sistemler (protezler, yapay organlar, biyomateryaller)
Transgenik bitki ve hayvan türleri
Madencilik, su arıtma, endüstriyel ve kentsel atıkların işlenmesi gibi hizmetler

Bu nedenle, Biyomühendislik Bölümü lisans programını tamamlayacak kişilerin yapacakları veya yapabilecekleri işler arasında, genetik analizler, biyolojik, sitolojik toksisite testleri, biyolojik üretim süreçleri, reaktörler ve uygun ayırma / saflaştırma ekipmanı seçimi ve tasarımı, biyolojik malzeme testleri, geliştirilmesi ve üretimi, tanı kitleri üretimi sayılabilir.
Ayrıca bu yeni ve akademik kariyer olanaklarının yanı sıra gıda, tarım, sağlık ve ilaç sektöründen çevre sektörüne kadar çok geniş bir endüstriyel yelpazede, hastane ve kliniklerde, hıfzısıhha ve TSE gibi yasal yükümlülükleri olan kuruluşlarda, genetik tanı ve tedavi merkezlerinde, aşı üretim tesislerinde ve hatta askeri kuruluşlar ile ithalat-ihracat şirketlerinde görev alabilmeleri mümkündür.

BEĞEN Paylaş Paylaş

Bu mesajı 2 üye beğendi.

Tanrı varsa eğer, ruhumu kutsasın... Ruhum varsa eğer!

Cevapla

nötrino

Yasaklı

25 Ekim 2012 Mesaj #2

Yasaklı

Organ Mühendisliğine Yeni Işıklar

Sponsorlu Bağlantılar

Dallas’daki University of Texas’da Biyologlar, makine mühendisleri ile birlikte çalışarak gelecekte organ mühendisliğinde kullanılabilecek bilgileri elde edebilecek hücre araştırmaları yapmaktalar.

Proceedings of the National Academy of Sciences dergisinde yayınlanan bir çalışmada araştırmacılar doku ve organ oluşumunun mekanizmasını aydınlatıyorlar. Çalışma bakteri hücrelerinin temelde bir araya gelerek nasıl üç boyutlu geniş bir forma ulaştığına ışık tutuyor.Dr. Hongbing Lu, Bir organizmanın yaratılışlında hücre gruplarının hangi geometri ile organize olduğunun, çok kritik bir rol aldığını vurguluyor. Yapılan çalışmanın ekibinden ve yayının yazarlarında UT Dallas’da makine mühendisliği profesörü olan Louis Becheerl hücre ölümlerinin buruşuklara ve az buruşuklu sert hücrelere sebebiyet verdiğini belirtiyor.Organ oluşumu hücre gruplarının bir araya gelerek şekillenmesi ile oluşuyor. Hücrelerin ince bir film tabakası üzerinde şekillenmeleri biyo-film olarakta bilinir. Bu biyo-filmler genelde 3 boyutlu buruşmuş hücre desenlerinden oluşmaktadır.

Makalenin kıdemli yazarlarından UCSD’den Dr. Gürel Suel ve ekibi buruşuklu desenlerdeki hücre ölümlerini fark ettiler. Dr. Lu’nun ekibi ile hücrede buruşmanın mı yoksa ölümünün mü önce geldiğini keşfetmeye çalışıyorlar. Dr. Lu, küçük objeler üzerindeki kuvveti ölçen bir nano-mekanik uzmanı.Biyo-film üzerinde yapılan çalışmada grup hücrelerinin birlikte ölümlerinin buruşukların oluşumu sonucunda olduğu bulundu. Ayrıca, biyo-filmlerin sertliğinin bu buruşukların oluşumunda etkili olduğunu da gözlemlendi. Bu doku ve organ yapıların oluşmasında biyolojik ve mekanik kuvvetlerin etkili olduğunu öne süren teorinin kurulmasında çok önemli bir bulguydu. Dr.Lu; Biyo-filmler üzerinde yüzeyin yumuşaklık ve sertliğini ayarlayabildiklerini ve bu sayede hücrelerin buruşmalarının ve elde edecekleri son yapıların kontrol edilebileceğini belirtiyor.

Nihayetinde araştırmacılar hücre ölümlerinin yerlerini bu filmler üzerinde kontrol ettiler ve yapay buruşukluluk desenlerini yapabildiler. Tüm bunlar bulgularının doğruluğunu ispatlıyordu.Tüm bu çalışmalar araştırma dünyasında çok ünlü olan Bacillus Subtilis bakterisi üzerinde yapıldı. Dr.Lu; bu bakteri türünün diğer hücreler ile benzer etkiler gösterdiğini eğer bu bakteri üzerindeki oluşumları detaylı inceleyebilirlerse araştırmalar üzerinde yeni kapılar açacağını belirtiyor. Ayrıca Dr.Lu, bundan sonraki adımın yaşamın yüksek formunda kullanılacak iyi derecede organize olmuş üç boyutlu yapılar olacağını belirtti.Bu çalışma NIH ve James S. McDonnel foundation tarafından finanse edilmektedir.

Kaynak : ScienceDaily / Proceedings of The National Academy of Sciences (19 Ekim 2012)

BEĞEN Paylaş Paylaş

Bu mesajı 2 üye beğendi.

Cevapla

nötrino

Yasaklı

29 Ekim 2012 Mesaj #3

Yasaklı

Deniz Tabanında Yaşayan 'Elektrik Kablosu'

Bilim insanları, ilk olarak üç yıl önce deniz tabanında keşfedilen ancak sebebi anlaşılamayan elektronik akımların kaynağını buldu. Uluslararası bir araştırma ekibi, deniz tabanında elektrik kabloları gibi fonksiyon gösteren bakteriler keşfetti.

Danimarkalı ve ABD’li bilim insanları, biyo mühendislik alanında oldukça önemli bir keşfe imza attı. Araştırmacılar, deniz tabanında keşfedilen yeni bir bakteri türünün elektrik akımı üretebildiğini tesbit etti. Söz konusu bakerinin, çok ufak bir kısmının aralarında akım transferi yapabilen kablo benzeri yapılar içerdiği belirtildi.

Bilim insanları, ‘elektrikli’ bakterinin organik elektronik alanında yeni bir sayfa açabileceğini, hatta insan vücuduna nakledilebilecek protezlerin geliştirilmesine imkan verebileceğini ifade etti. Danimarka’nın Aarhus Üniversitesi’nden Nils Risgaard-Petersen ve Christian Pfeffer, kentin körfezindeki deniz yatağında yaşayan, görünümü bildikleri hiçbir bakteriye benzemeyen çok hücreli bakteriler buldu.

Elektrik akımları oluşturduğu fark edilen bakteriyi yakından inceleyen araştırmacılar, insan saçının 100’de biri kalınlığında olan bakterinin nano ölçekte ‘kılçıklara’ sahip olduğunu tesbit etti. Söz konusu çıkıntılar bir zar tarafından sarılmıştı. Risgaard-Petersen ve Pfeffer, bakterinin sanal bir elektrik kablosu görevi gördüğünü fark etti. Dahası, bakterinin günlük hayatımızda kullanılan elektrik kablolarına benzer bir fonksiyonu olduğu anlaşıldı.

Okyanus Bakterilerinden Çok Farklı

Bilim insanları, benzeri bulunmayan bakterinin okyanuslarda yaşayan diğer tüm bakterilere kıyasla büyük bir avantaja sahip olduğunu belirtti. Bakteriler, düzenleri bozulmadığı sürece deniz tabanında birlikte bulundukları durumda, sadece bir metre karelik alanda on binlerce metre uzunluğunda elektrik kablosu oluşturacak yoğunlukta yer alabiliyor. Bu sayede, deniz tabanından büyük miktarda enerji çekebiliyorlar. Bilim insanları, deniz tabanındaki çamurun dolduracağı tek bir çay kaşığında, “bir kilometre uzunluğunda canlı elektrik kablosu bulunabileceğini” ifade etti.

Bakterinin bir diğer özelliği, okyanusun oksijensiz bölümlerinde yaşayabilmesi. Bakteriler, zincir benzeri bir kordon oluşturarak, deniz tabanının oksijen bulunan bölümünde yer alan bakteri sayesinde oksijene ulaşıyor. Kimyasal tepkime esnasında, gıdadaki elektronlar oksijene dönüştürülüyor. Bu tepkime sadece bir santimetrelik mesafede gerçekleşiyor. Gerçek hayatta olduğu gibi, bir müdahale tepkimeyi bozabiliyor.

Nature dergisinde yer alan araştırmaya göre, bilim insanları elektrik akımı fonksiyonu gösteren bakterileri inceleyerek organik elektronik alanında atılım sağlayabilir. Laboratuvar ortamında benzer bakterilerin üretilmesiyle, gelecekte gelişmiş biyolojik sistemlerin oluşturulabileceği, hatta insanlar için yeni nesil protezlerin üretilebileceği düşünülüyor.

Kaynak : Ntvmsnbc / Nature (27 Ekim 2012,14:51)

BEĞEN Paylaş Paylaş

Bu mesajı 2 üye beğendi.

Cevapla

nötrino

Yasaklı

4 Aralık 2012 Mesaj #4

Yasaklı

Kusursuz Mühendislikte 3 Boyutlu Beyin Dokuları Oluşturuldu

Yeni dizayn edilen bu teknikle beyindeki bağlantılar çalışılarak kişisel tıp’a önemli katkılar sağlanacak.

Yarı iletken endüstrisinde kullanılan teknikler ile MIT ve Harvard Tıp Fakültesi'nden mühendisler basit ve ucuz bir yöntem geliştirerek beyin dokularını laboratuar ortamında üç boyutlu şekilde oluşturdular.Bu yeni teknik ile canlı beyin dokuları orjinaline benzer şekilde inşa edilebiliniyor. Bu sayede bilim insanları nöronların nasıl bağlantı kurduklarını ve kullanılan ilaçların kişiden kişiye nasıl etki gösterdiğini tahmin edebilecek. Ayrıca, araştırmacılara göre bu teknik ile organ sistemlerindeki hasarlı dokuların yerine yenileri ile değiştirilecek biyo-mühendislik harikası dokuların geliştirilmesinin de önü açılmış olunacak.

Harvard-MIT Sağlık Bilimleri ve Teknolojileri (HST) bölümünden Prof. Utkan Demirci, Nörobiyoloji içine bu tür kontroller ve manipülasyonlar getirerek, pek çok farklı yönlerin araştırılabileceğini vurguluyor.Prof. Demirci, MIT Media labs ve McGovern Enstitüsünde biyoloji, beyin ve bilişsel bilimler mühendisi Prof. Ed Boyden’in kıdemli yazarlığında ve Harvard-MIT Sağlık Bilimleri Teknolojileri, Harvard Tıp Okulu ve Birgham and Women’s Hospital’da doktora sonrası çalışmalarını yürüten Dr. Umut Atakan Gürkan’ın başyazarlığında yeni tekniğin tanımlandığı bu makale 27 Kasım 2012 tarihinde Advanced Materials’da yayınlandı.

Prof. Ed Boyden, daha önce karaciğer ve böbrek gibi yapay dokular oluşturulmuş olsa bile, özellikle çok yoğun bağlantıların olduğu çeşitli hücrelerin bulunduğu beyin dokusunun oluşturulmasının çok daha heyecan verici olduğunu belirtmekte.Beyin dokusu engelleyici ve uyarıcı olmak üzere çeşitli nöronlar içermektedir. Bununla beraber glial hücreler gibi destekleyici hücrelerde bulunmaktadır. Tüm bu hücreler özel oranlarda ve özel bölgelerde oluşmaktadır.Araştırmacılar, bu tip mühendislik harikası dokuların karmaşık mimarisini oluşturabilmek için hidrojel tabakaları üzerine primer korteksten alınan karışık beyin hücrelerini gömüyorlar.

Bu tabakalar, daha sonra ışık kullanılarak hidrojeller ile çapraz bağlantılar oluşturabilecek bağlantılı katmanlara istifleniyor. Şekilleri değişen plastik fotomaskeler ile jellerin katmanlarını kapsayan araştırmacılar, böylece jelin maruz kaldığı ışık miktarını kontrol ederek çok katmanlı doku yapılarının 3 boyutlu olarak şekillerini kontrol edebiliyorlar.Bu tip fotolitografiler, yarı iletken üzerine bütünleşmiş devreler oluşturmak içinde kullanılır. Bu işlemlerin oluşturulması için fotomask oluşturma makinelerine ihtiyaç duyulmaktadır. Bu da birkaç bin dolara mal olmaktadır. Fakat bu çalışma ile araştırma ekibi dokuları birleştirmek için çok daha hesaplı bir yöntem geliştirdi.

Doku küpleri tek bir vücut hücresi ile karşılaştırıldığında 10 mikronluk bir hassasiyetle yapılabilir. Yelpazenin diğer ucunda araştırmacılar, 100.000 hücre ve 900 milyon bağlantıyı bir milimetre küp içinde oluşturmayı hedefliyor.Çalışma ekibinde bulunmayan Carneige Mellon Üniversitesi Makine Mühendisliği bölümünden Profesör Metin Sitti; bu tekniğin ucuz, güvenilir ve karmaşık yapılara izin vermesi açısından sağladığı avantajla 3 boyutlu doku oluşturmada ihtiyaçları karşıladığını belirtiyor.

Doğal beyin dokusunda olduğu gibi sinirlerin nasıl bir bağlantı ve iletişimde olduğunu belirlemekte bu tekniğin temel bazı sorulara cevap olacağı ön görülmektedir.Prof. Boyden’de kısa bir süre içerisinde sinir hücrelerin nasıl birbiri ve çevresi ile iletişim kurduklarının detaylı bir şekilde aydınlatılacağını düşünüyor.İlk adım olarak, araştırmacılar kullanılan bir doku üzerindeki çalışmalar ile nöronların büyümesinin kısıtlamasında etkili olan çevresel faktörlerin nasıl olduğunu bulmaya çalıştılar. Bunu yapmak içinde farklı boyutlarda jel küplerine nöronlar yerleştirildi. Ardından bu nöronların bir biri ile iletişim kurmak için kullandıkları akson uzamaları ölçüldü. Bu koşullarda nöronlar “klostrofobikler” oluşturdu. Prof. Demirci; küçük jellerde aksonların uzamasının beş kat daha büyük bir jele göre yeteri kadar olamayacağını da belirtiyor.

Araştırmacılar, bu çalışmaların yapay doku oluşturmalarında karşılaşılabilinecek problemlerin çözümüne ışık tutacağını umuyor.Prof. Boyden, bu çalışmaların bir başka uygulamasının da nörolojik hastalarda ilaç etkinliğinin ne olabileceğini doktorlara sunabilme imkânın sağlanabileceğini ve bu sayede kişiler üzerinde birçok ilaçlar deneyip doğru ilacı bulmak için uzun yıllar harcamaya gerek kalmayacağını belirtiyor.

Bu çalışma Ulusal Bilim Vakfı (NSF), Paul Allen Ailesi Vakfı, New York Kök Hücre Vakfı, Ulusal Sağlık Enstitüsü (NIH), A.F Mühendislik ve teknolojisi harvey ödülleri ve MIT Lincoln laboratuarları tarafından finansal olarak desteklenmiştir.

Kaynak : MITnews / Advanced Materials (27-30 Kasım 2012)

BEĞEN Paylaş Paylaş

Bu mesajı 2 üye beğendi.

Cevapla

KAPTAN

Ziyaretçi

9 Aralık 2012 Mesaj #5

Ziyaretçi

Biyomühendislik
MsXLabs.org

Biyomühendislik tıp, veteriner, gıda ve çevre bilimleri gibi canlı hayatıyla ilgili alanlarda karşılaşılan sorunları anlamak ve çözümler üretmek için, fen bilimleri ile mühendislik bilimlerinin prensiplerini birleştirerek canlı hayatının hizmetine sunan bir mühendislik disiplinidir. Bu bilim dalı; kütle ve ısı aktarımı, kinetik, biyokataliz, biyomekanik, ayırma ve saflaştırma teknikleri, biyoreaktör tasarımı, yüzey bilimi, akışkanlar mekaniği, termodinamik ve polimer kimyası gibi mühendisliğin temel ve uygulamalı birçok dalının yanı sıra; genetik, moleküler biyoloji, protein kimyası, metabolizma, hücre fizyolojisi ve biyokimyası, sitoloji, biyoelektrik, nörobiyoloji, immuoloji, farmakoloji gibi temel ve uygulamalı bilimlerdeki araştırma ve bilgi birikimleri arasında bir köprü oluşturarak, günümüz toplumunun farklı boyut ve sektörlerdeki sorunlarına özgün çözümler üretmeyi amaçlamaktadır.

Biyomühendislik Bölümü 21/05/2009 tarihinde kurulmuş olup, bünyesindeki 3 adet profesör, 7 adet yardımcı doçent, 3 adet araştırma görevlisi ve 1 adet uzman olmak üzere toplam 14 adet akademik personeli ile lisans ve lisans üstü eğitim ve öğretim faaliyetlerini sürdürmektedir. Bölümümüzdeki öğrenci sayısı 198 dir. Bölümümüzde modern eğitimin tüm imkanları kullanarak, öğrencilerimize ulusal ve uluslararası alanda diğer üniversitelerle rekabet edecek seviyede eğitim verme amaçlanmıştır. Bölümümüz mezunları gerek kamu sektöründe gerekse de özel sektörde istihdam edilmektedir.

BEĞEN Paylaş Paylaş

Bu mesajı 1 üye beğendi.

Cevapla

Cevap Yaz