Une nouvelle feuille de route complète pour l’avenir du génie biomédical

L#39IEEE, la as well as grande organisation professionnelle technique au monde dédiée au progrès technologique pour l#39humanité, et la IEEE Engineering in Medication and Biology Modern society (IEEE EMBS), ont récemment publié un document de placement détaillé sur le domaine de l#39ingénierie biomédicale intitulé « Grands défis à l#39interface de Ingénierie et médecine. » L#39posting, publié dans l#39IEEE Open up Journal of Engineering in Medicine and Biology (IEEE OJEMB), a été rédigé par un consortium de 50 chercheurs renommés de 34 universités prestigieuses à travers le monde et jette les bases d#39un work mondial concerté pour atteindre des objectifs technologiques et avancées médicales.

Sanjeev G. Shroff, doyen par intérim de l#39US Steel de la Swanson University of Engineering, représente l#39Université de Pittsburgh dans la prise de situation Professeur émérite et titulaire de la chaire Gerald E. McGinnis en bioingénierie et professeur de médecine.

« Ce que nous avons accompli ici servira de feuille de route pour des recherches révolutionnaires visant à transformer le paysage médical au cours de la décennie à venir », a déclaré le Dr Michael Miller, auteur principal de l#39write-up et professeur et directeur du département de génie biomédical à Johns. Université Hopkins. « Les résultats du groupe de travail, qui présentent d#39importantes opportunités de recherche et de development, sont sur le level de trouver un écho dans le domaine de l#39ingénierie et de la médecine pour les décennies à venir. »

« Depuis la création de notre département de bio-ingénierie il y a 25 ans, nous avons été témoins d#39avancées transformatrices et de nouvelles systems développées grâce à des partenariats entre l#39École d#39ingénierie Pitt#39s Swanson, l#39École de médecine, l#39École des sciences de la santé et de la réadaptation, l#39Institut McGowan de médecine régénérative et l#39Institut du cerveau. et le centre médical de l#39Université de Pittsburgh (UPMC) », a déclaré le Dr Shroff. « Le domaine du génie biomédical se trouve à un tournant critique de son évolution, avec la nécessité de réfléchir au passé et d#39identifier des défis singuliers qui continueront à améliorer la condition humaine.

Ces nouveaux grands défis, développés dans le cadre d#39un débat mondial, aideront à guider nos programmes universitaires et nos recherches ainsi que préparer la prochaine génération de bio-ingénieurs.

L#39exposé de placement est le résultat de deux années de conversations culminant dans un atelier de deux jours organisé par l#39IEEE EMBS et le Département de génie biomédical de l#39Université Johns Hopkins et le Département de bioingénierie de l#39Université de Californie à San Diego. Au cours de l#39atelier, les chercheurs ont identifié cinq principaux défis médicaux qui n#39ont pas encore été résolus, mais qui, en les résolvant grâce à des approches avancées d#39ingénierie biomédicale, peuvent grandement améliorer la santé humaine.

En se concentrant sur ces cinq domaines, le consortium a établi une feuille de route pour les recherches et les financements futurs.

Les cinq grands défis du génie biomédical

1. Relier l#39ingénierie de précision et la médecine de précision pour des avatars de physiologie personnalisés À l’ère de as well as en as well as numérique, nous disposons de systems qui collectent d’immenses quantités de données sur les sufferers, que les cliniciens peuvent enrichir ou exploiter. Utiliser ces données pour développer des modèles précis de physiologie, appelés « avatars » – qui prennent en compte les mesures multimodales et les comorbidités, les médicaments concomitants, les risques et les coûts potentiels – peut relier les données individuelles des clients à des soins, un diagnostic, un risque hyper-personnalisés.

   prédiction et traitement. Les systems avancées, telles que les capteurs portables et les jumeaux numériques, peuvent constituer la base d’une solution à ce défi.

2. La poursuite de l’ingénierie des tissus et des organes à la demande pour la santé humaine

   L’ingénierie tissulaire entre dans une période charnière où le développement de tissus et d’organes à la demande, sous forme d’implants permanents ou temporaires, devient une réalité.

   Pour accompagner la croissance de cette modalité, des progrès clés dans l’ingénierie et la fabrication des cellules souches – ainsi que des systems auxiliaires telles que l’édition génétique – sont nécessaires. D#39autres formes d#39outils à foundation de cellules souches, telles que la technologie des organes sur puce, pourront bientôt être construites à l#39aide des propres cellules d#39un affected individual et pourront faire des prédictions personnalisées et servir d#39« avatars ».

3. Révolutionner les neurosciences en utilisant l#39intelligence artificielle (IA) pour concevoir des systèmes avancés d#39interface cérébrale Grâce à l’IA, nous pouvons analyser les différents états du cerveau à travers des cases quotidiennes et des fonctionnements réels afin d’identifier de manière non invasive les fonctions cérébrales pathologiques.

   Créer une technologie permettant d’atteindre cet objectif est une tâche monumentale, mais de in addition en additionally probable. Les prothèses cérébrales, qui complètent, remplacent ou augmentent les fonctions, peuvent alléger le fardeau des maladies causées par les difficulties neurologiques. De moreover, la modélisation par l’IA de l’anatomie, de la physiologie et du comportement du cerveau, ainsi que la synthèse d’organoïdes neuraux, peuvent dévoiler les complexités du cerveau et nous rapprocher de la compréhension et du traitement de ces maladies.

4. Ingénierie du système immunitaire pour la santé et le bien-être Grâce à une meilleure compréhension de la science fondamentale régissant le système immunitaire, nous pouvons l’utiliser de manière stratégique pour repenser les cellules humaines en technologies thérapeutiques et médicalement inestimables. L’application de l’immunothérapie dans le traitement du most cancers fournit la preuve de l’intégration de principes d’ingénierie avec des improvements en matière d’ingénierie des vaccins, du génome, de l’épigénome et des protéines, ainsi que des progrès dans la technologie de la nanomédecine, la génomique fonctionnelle et le contrôle transcriptionnel synthétique.
5. Conception et ingénierie de génomes pour la réutilisation d#39organismes et les perturbations génomiques Malgré les progrès rapides de la génomique au cours des dernières décennies, des hurdles subsistent dans notre capacité à créer de l’ADN génomique.

   Comprendre les principes de conception du génome humain et son activité peut nous aider à créer des answers à de nombreuses maladies différentes qui impliquent l#39ingénierie de nouvelles fonctionnalités dans les cellules humaines, l#39exploitation efficace de l#39épigénome et du transcriptome et la création de nouvelles thérapies cellulaires. Au-delà de cela, il existe encore des obstructions majeurs dans les méthodes de délivrance de gènes pour le génie génétique in vivo, dans lequel nous considérons le génie biomédical comme un élément de la resolution à ce problème.

« Cet short article représente une étape majeure dans l#39avancement du génie biomédical, qui n#39aurait pu être réalisé que grâce à une collaboration étroite plutôt qu#39au travail de nombreux individus isolés », a déclaré le Dr Metin Akay, membre du consortium et président fondateur du département de génie biomédical de l#39Institut.

Université de Houston et ambassadeur de l#39IEEE EMBS. « Nous avons un engagement commun à faire progresser les technologies centrées sur le patient, ainsi que l#39efficacité et l#39accessibilité des soins de santé – qui s#39étend au-delà des establishments universitaires – et à améliorer la qualité des soins de santé, à réduire les coûts et à améliorer la vie dans le monde entier.

« Ces grands défis offrent des opportunités uniques qui peuvent transformer la pratique de l#39ingénierie et de la médecine », a remarqué le Dr Shankar Subramaniam, auteur principal du groupe de travail, professeur distingué au Département de bioingénierie Shu Chien-Gene Lay de l#39Université de Californie à San Diego et ancien professeur.

Président de l#39IEEE EMBS. « Les innovations sous forme de capteurs et de dispositifs multi-échelles, la création d#39avatars humanoïdes et le développement de modèles prédictifs exceptionnellement réalistes pilotés par l#39IA peuvent changer radicalement nos modes de vie et notre réponse aux pathologies. Les establishments peuvent révolutionner l#39enseignement biomédical et en ingénierie, en formant les furthermore grands.

esprits à s#39attaquer au problème le as well as essential de tous les temps : la santé humaine. »