Il primo forum italiano per l'Ingegneria Biomedica

[emanuele galli]

Salve a tutti.
Inizio facendo i complimenti per il progetto Ingegneriabiomedica.org , che mi sembra essere un vero e proprio faro nel buio per chiunque volesse interessarsi al mondo della bioingegneria, offrendo la possibilità confrontandosi con una community attiva e con esperienze dirette. Fantastico.
Approfondisco la mia situazione: sono in procinto di scegliere l'università da intraprendere dal prossimo anno accademico e la prospettiva di ing. biomedica mi stuzzica molto.
Riconosco che la sua interdisciplinarietà è una caratteristica che ritengo affascinante, ma ciononostante in questi giorni mi sto ritrovando smarrito di fronte all'accavallamento e la sovrapposizione di rami, settori e possibilità che la materia offre.
Non ho la presunzione di voler scegliere una magistrale prima ancora di iniziare un percorso di studi di primo livello, ma mi piacerebbe avere una chiara idea delle distinzioni che esistono tra le diverse branche della bioingegneria per capire quali ritengo più avvezzi alla mia persona e muovermi dunque con più consapevolezza.
Per quanto la lettura di vari topic aperti su questo forum mi ha dato i primi strumenti per navigare in questo mare a me oscuro (e di questo vi sono grato), cercando di approfondire l'argomento riscontro in me crescente confusione.
Cercando un riscontro diretto delle offerte di studio dei vari atenei italiani ho aperto i vari programmi delle lauree magistrali più note università, ma mi sono trovato di fronte ad un intricatissimo labirinto, che sta mettendo in dubbio le poche fondamenta che credevo di aver costruito.
So di essere orientato più verso il campo dell'ingegneria industriale (L-9) rispetto a quello dell'informazione (L-8); e che scendendo nell'ambito lavorativo rispetto alla figura dello specialista di prodotto, dell'ingegnere clinico, dell'ingegnere di strumentazione biomedica o della bioinformatica preferisco il mondo degli organi artificiali, protesi; l'ambiente del laboratorio e della ricerca.
(Mi perdono per possibili strafalcioni di cosmiche dimensioni che potrebbero essere nati da elementari incomprensioni, non escludo nulla).
Detto questo però, mi ritrovo al buio. Faccio degli esempi: Cosa vuol dire specializzarsi nei biomaterali? Che legami ci sono tra biomateriali, l'ing. tissutale e la medicina rigenerativa? Vedo corsi di laurea in cui i tre suddetti sono tutti insieme, altri in cui sono tutti e tre divisi. Casi in cui a biomateriali è affiancata biomeccanica, altri in cui biomeccanica è un corso a parte. Ma la biomeccanica e la biorobotica non dovrebbero essere materie affini? E il campo della bioelettronica come si interfaccia in questo complesso quadro? E la neuroingegneria? Tecnologie biomediche e ingegneria per la salute. A volte in due corsi di laurea diversi, altre separata. E una specializzazione in "biomedica", in cosa consiste? La bioingegneria industriale invece?

Insomma, credo di aver dato l'idea. Non chiedo ovviamente una risposta per ognuna delle singole domande qui sotto, ma se poteste aiutarmi a discernere meglio i campi con una settorializzazione, anche se in linea di massima (comprendo inevitabili intersezioni tra vari mondi), ma ordinata e basilare, come spiegata ad uno che ne sa poco e nulla, ve ne sarei molto grato.

Mi scuso per il papiro e se alcune delle domande possano risultare ad un occhio più navigato del tutto triviali; ma per un esordiente è difficile ravvisare dei percorsi chiari da una grande mole di informazione, tra l'altro su materie che non ha mai studiato.

Grazie!

Emanuele

[Ste Pani]

Ciao!
Provo a dare delle risposte alle tue domande.

Cosa vuol dire specializzarsi nei biomaterali?

Qui mi viene più difficile capire cosa intendi. Esiste anche un intero corso di laurea in ingegneia dei materiali, non è un campo così piccolo come potrebbe sembrare.
I biomateriali uniscono le capacità di un ingegnere dei materiali con il ramo biologico. In sostanza, c'è una grande componente chimica e delle reazioni che hanno a che vedere sia con la creazione di materiali compositi, sia con le reazioni che possono avvenire in un ambiente biologico, come il corpo umano.
Per esempio, un amalgama dentale è frutto di diversi composti che reagiscono tra loro e con l'acqua contenuta nella saliva per poter funzionare come "tappi" (fammi passare il termine) per i denti.
Studiare i biomateriali significa trovare dei materiali che migliorino quelli attuali (ad esempio una lente a contatto che duri per più tempo senza arrossare l'occhio) e che siano in grado non solo di non far sviluppare reazioni avverse ma in alcuni casi anche reazioni volute che possano migliorare il risultato sperato (ad esempio materiali osteoconduttori che facilitino la ricrescita ossea).

Che legami ci sono tra biomateriali, l'ing. tissutale e la medicina rigenerativa? Vedo corsi di laurea in cui i tre suddetti sono tutti insieme, altri in cui sono tutti e tre divisi. Casi in cui a biomateriali è affiancata biomeccanica, altri in cui biomeccanica è un corso a parte.

Sono tutte cose diverse ma che si legano in alcuni casi.
I biomateriali li ho spiegati in parte prima.

L'ingegneria dei tessuti o tissutale sfrutta i tessuti biologici in modo "ingegnerizzato". Ad esempio è possibile costruire una valvola cardiaca utilizzando del collagene di origine animale, cioè in sostanza di un tessuto. L'ingegneria è utile per capire come il materiale si comporta in modo oggettivo, se è in grado di resistere agli sforzi necessari per il suo utilizzo, se può essere ottimizzato (trarre il meglio dal materiale in modo più furbo possibile) e in generale se la soluzione funziona o è meglio utilizzare altri materiali non biologici.

La medicina rigenerativa è la branca che sfrutta biomateriali e ingegneria dei tessuti per poter rigenerare parti del corpo. Non per forza fa capo all'ingegneria, anche usare della pelle autoctona per coprire una bruciatura è medicina rigenerativa, ma non c'è molto di ingegneristico.

La biomeccanica è la parte della biomedica più vicina all'ingegneria meccanica e tratta (parlando solo della bioingegneria) ad esempio di protesi o organi artificiali o di altri sosituti di organi o parte di essi. I biomateriali sono fondamentali nella biomeccanica poiché i materiali utilizzati non possono essere scelti a caso ma devono essere i migliori per il tipo di applicazione voluta. Ad esempio per un vaso sanguigno artificale si usera un materiale in grado di espandersi il più possibile come un vaso vero e con proprietà meccaniche simili, mentre si eviterà un materiale non espandibile come un metallo che oltretutto ha proprietà del tutto diverse.

Ma la biomeccanica e la biorobotica non dovrebbero essere materie affini?

La biorobotica è robotica e in quanto tale ha una grossa parte di informatica: serve un software per rendere intelligente un robot o essere in grado di fargli fare quel che serve per la sua applicazione.
La biomeccanica può essere applicata alla robotica, ad esempio in caso di arti o gambe (o zampe o pinne) artificiali, ma sono come due discipline che si uniscono con lo stesso scopo, come possono benissimo anche slegarsi in buona parte.
Intendo che un biomecanico può non sapere nulla di robotica e un ingegnere di robotica conosca solo le basi di meccanica per muovere due articolazioni contigue.

E il campo della bioelettronica come si interfaccia in questo complesso quadro? E la neuroingegneria?

La bioelettronica tratta della parte elettronica, ad esempio tutti i macchinari che vedi negli ospedali sono frutto di bioelettronica e che non hanno praticamente nulla a che vedere con la biomeccanica.
La bioelettronica può ugualemente interfacciarsi ad esempio con la biomeccnaica in caso di protesi che si muovono con impulsi elettrici o onde celebrali.
La neuroingegneria è più o meno una sorta di specialistica della bioelettronica, nel senso che chi fa neuroingegneria deve conoscere la bioelettronica in quanto il cervello funziona ad impulsi che possono essere interfacciati con campi elettrici e magnetici e circutiti. Come si deve avere la base di informatica, visto che il cervello è di fatti un computer.
La neuroingegneria si concentra sul cervello e l'applicazione dell'ingegneria per l'interazione uomo-macchina e forse in futuro anche la prima intelligenza in parte biologica e in parte cybernetica.

E una specializzazione in "biomedica", in cosa consiste?

Direi che tutte quelle di cui abbiamo parlato sono specializzazioni biomediche. Cioè sono specializzazioni (quindi argomenti più specifici e meno generali rispetto ad una triennale) che hanno a che fare con l'ingegneira biomedica e che puoi studiare più facilmente se hai delle basi di ingegneira biomedica.

La bioingegneria industriale invece?

L'ingegneria è divisa in tre settori: ingegneria industriale, ingegneria dell'informazione e civile ed ambientale.
L'ingegneria biomedica ricade sia nel settore dell'informazione sia in quello industriale.
Per dirla facile a chi non ha iniziato, l'informazione ha materie più vicine all'elettronica e all'informatica, mentre l'industriale ha materie più vicine alla meccanica e alla chimica. Ciò comunque non comporta avere dei mescolamenti tra le due.
Un ingegnere meccanico è solo industriale. Un ingegnere informatico è solo dell'informazione. Un biomedico invece ha le basi di entrambe e può scegliere.
Non ti preoccupare di questo ora, pensa prima al corso che vuoi fare e al lavoro che hai in mente. Se vorrai essere ingegnere industriale o dell'informazione verrà da sé.

Spero di avere chiarito qualche punto.
Se può interessarti abbiamo anche un gruppo telegram in cui chiunque può fare domande e ricevere risposte, ti basta cercare https://t.me/IngegneriaBiomedicaOrg