Paul Cristea, doctor inginer in fizica tehnica, vede solutia la problemele actuale in cooperarea specialistilor din domenii astazi complet diferite. A doua jumatate a secolului XX a fost profund marcata de patrunderea electronicii, a tehnologiilor informatice si a comunicatiilor in mai toate domeniile vietii sociale. Inceputul secolului XXI a consemnat intrarea stiintelor vietii si a nanotehnologiilor in aceasta fuziune, adaugand noi dimensiuni la conturarea unei societati a cunoasterii.
Pe acest fundal, bioingineria este perceputa ca o interfata intre stiintele vietii si inginerie, prin care transferul cunostintelor se face in ambele sensuri. Bioinginerii sunt priviti, in primul rand, ca integratori si analisti de sistem, specialisti capabili sa elaboreze dezvoltari teoretice care sa modeleze cat mai adecvat sistemele de mare complexitate ale biologiei si medicinei. Totodata, intelegerea mai profunda a lumii vii poate deveni o sursa puternica de inspiratie pentru solutii tehnice noi si neasteptate.
Pregatirea traditionala in medicina si in biologie nu isi propune sa creeze specialisti care sa utilizeze atat cunostinte avansate de fizica, chimie si stiinte tehnice, cat si mijloace matematice si informatice adecvate, pentru a crea modele capabile sa descrie cantitativ rezultatele cercetarilor lor, astfel incat sa poata fi utilizate ulterior pentru dezvoltarea de noi metode si aparate. Pe de alta parte, inginerul traditional nu are pregatirea necesara pentru intelegerea complexitatii reale a biologiei si medicinei actuale si nici a aspectelor specifice ale lumii viului.
In lipsa unei pregatiri de specialitate initiale, cei ajunsi la expertiza necesara in acest domeniu de frontiera au avut nevoie de numerosi ani de experienta si de cooperare cu specialisti din domeniile complementare. Cei cu pregatire de baza in matematica, fizica sau inginerie au lucrat impreuna cu medici si biologi, spcialistii din medicina sau biologie au cautat colaborarea matematicienilor, fizicienilor si inginerilor.
Pentru rezolvarea unor probleme imediate, lipsa specialistilor care sa aiba expertiza necesara in domenii adesea foarte diferite se compenseaza prin crearea unor colective care sa reuneasca competentele dorite. Cooperarea nu este intotdeauna usoara, iar coordonarea si crearea sinergiei competentelor pot reprezenta in sine o performanta profesionala deosebita a managerului colectivului respectiv.
Bioingineria este conceputa ca o solutie potentiala pentru acest tip de probleme. Numeroase succese stiintifice s-au obtinut in colective cuprinzand atat medici, biologi, fizicieni, chimisti si ingineri de formatie traditionala, cat si bioingineri, cu o pregatire interdisciplinara solida, care au jucat un rol de prima importanta.
In ceea ce priveste transformarea in realitate a potentialului extraordinar al fuziunii dintre stiintele vietii, pe de-o parte, si ceea ce este cunoscut sub numele de stiintele exacte, pe de alta, trebuie avut insa in vedere ca numai excelenta stiintifica a solutiilor nu conduce intotdeauna la succesul rezolvarii practice a problemelor.
Orice bioinginer cu vocatie viseaza ca studiul pe care il desfasoara sa duca la o descoperire majora, care sa aiba un impact semnificativ asupra sanatatii semenilor sai, sau la o tehnologie revolutionara, care sa aduca in domeniul tehnicii solutii inspirate din lumea viului.
Multi au visat sa elaboreze o noua metodologie de detectie timpurie si de tratament eficient al cancerului; de investigare si tratare neinvaziva a stenozelor coronariene, de diagnostic prompt al infectiilor microbiene, cu identificarea imediata a eventualei rezistente la tratament si stabilirea unui tratament individualizat. Rezultatele de laborator sunt adesea pasi reali in directia realizarii unor astfel de obiective atragatoare, insa aplicarea in practica curenta se poate lasa indelung asteptata.
Multe rezultate stiintifice de certa valoare, care au potentialul de a contribui la o mai buna intelegere a sistemelor vii, la dezvoltarea unui nou tip de medicina regenerativa, inclusiv inginerie neuromorfica, la elaborarea unor biotehnologii revolutionare, la sinteza unor medicamente eficiente si la administrarea lor selectiva catre tintele dorite, intarzie sa devina practica curenta.
Desigur, toate acestea se vor realiza pe termen lung, dar succesul in orizontul apropiat poate fi asigurat numai in baza considerarii atente a impactului economic, a resurselor necesare, inclusiv a asigurarii fortei de munca in ocupatiile si industriile specifice. Impactul pe termen lung al unor noi tehnologii nu este legat numai de performantele, promisiunile sau sperantele actuale, ci si de integrarea lor in sistem, la scara globala, intr-un proces din care rezulta restructurarea acestuia.
Daca dezvoltarea chimiei si a industriei farmaceutice de la sfarsitul secolului XIX a schimbat radical procedurile de tratament ale secolului XX, iar noile solutii de imagistica si de investigatie medicala au revolutionat procedurile actuale de diagnostic, se asteapta acum ca tehnologiile informatiei si comunicatiilor sa determine o schimbare radicala a sistemelor actuale de mentinere si ingrijire a sanatatii.
In ultimii 40 de ani, o contributie hotaratoare la dezvoltarea economica si sociala, in general, a avut-o dezvoltarea impetuoasa a electronicii in directia miniaturizarii. In acest rastimp s-a inregistrat trecerea de la aparatele cu tuburi electronice la cele cu tranzistoare, la circuite integrate, microprocesoare si platforme integrate. Aceasta a determinat totodata progresul rapid al tehnicilor de calcul, al comunicatiilor, al tehnicilor de masurare si al tuturor echipamentelor, inclusiv al celor medicale.
Un impact similar, o adevarata revolutie in stiinta, inginerie si tehnologie, este de asteptat ca efect al nanotehnologiilor - cucerirea abilitatii de a caracteriza, manipula si organiza sistematic materia la scara nanometrica, la nivel molecular. Multe solutii pentru probleme pana acum inabordabile ale medicinei ar putea veni din aceasta directie, o data cu rezolvarea altor aspecte dificile si importante din stiinta si inginerie.
O lista neexhaustiva a domeniilor din aria larga a stiintelor vietii si domeniilor conexe in care se asteapta ca nanotehnologiile vor avea un rol-cheie cuprinde biochimia, biocontrolul, bioinformatica, biomaterialele, biomecanica, biosemnalele, biotehnologiile, ingineria celulara si tisulara, ingineria clinica, imagistica si procesarea imaginilor, tehnologiile informatice, senzorii si instrumentatia de masurare, modelarea sistemelor fiziologice, proteomice, ingineria reabilitarii, robotica medicala si multe altele.
Se asteapta ca solutii noi, mai simple si mai elegante, sa apara din aceasta deschidere spre lumea submicronica. Fenomenele fizice care sunt dominante la acest nivel sunt complet diferite fata de cele cu care suntem obisnuiti la scara macroscopica. Transportul prin difuzie devine predominant, iar fortele de coeziune si tensiunile superficiale depasesc fortele de gravitate.
Utilizarea sistematica a acestor fenomene va duce la dezvoltarea unor noi sisteme de detectie, control, manipulare si procesare si la crearea unor elemente si sisteme tehnice care vor fi inspirate din structura celulelor vii.
Ne asteptam sa vedem curand la lucru polimeri dendritici care vor permite constructia de dispozitive unimoleculare, de nanoreactori, de senzori complecsi, de sisteme pentru transportul si eliberarea medicamentelor la destinatia dorita. Dezvoltarea nanomaterialelor sintetice va permite realizarea unor structuri complexe, inclusiv a unor motoare moleculare inspirate de cele din natura.
Detectori cuantici cu diametrul de numai cativa nanometri vor face analiza directa a biomoleculelor, a organelor celulare, a celulelor si a tesuturilor, cu rezultate care vor depasi probabil orice estimari actuale.
Pentru cele mai importante stiri ale zilei aboneaza-te la Newsletter-ul de stiri generale Acasa.ro
