Biyomühendislik Vikipedi, özgür ansiklopedi Biyomühendislik

Biyomühendislik
Vikipedi, özgür ansiklopedi
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, yarıyapay 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.