Biomehanika, kako je već naglašeno u članku koji opisuje sam pojam, sjedinjuje velik broj stručnjaka u jedan radni tim, a pojavnom te multidisciplinarnosti razvila su se neka nova, zanimljiva i nimalo jednostavna područja istraživanja poput biomedicinskog inženjerstva. Biomedicinsko inženjerstvo sjedinjuje zakone fizike i matematike i principe konstruiranja na medicinske, biološki važne, teme i problematiku. Inženjerske tehnike i koncepti koriste se za proučavanje raznih medicinskih problema s krajnjim ciljem razvoja inovativnih rješenja za potrebe poboljšanja kvalitete života čovjeka, ali uz čovjeka i svih živih bića. Ortopedsko inženjerstvo je grana biomedicinskog inženjerstva. Nastalo je kao rezultat produbljene primjene mehanike na lokomotorni sustav koje se temelji na detaljnim analizama i spoznajama interakcije svih sastavnica mišićno-koštanog sustava u različitim okolnostima. Drugim riječima, ortopedsko inženjerstvo koristi sinergiju računalne mehanike, inženjerstva i anatomije kako bi se stvorilo dublje razumijevanje funkcije zglobova ljudskog tijela s ciljem stvaranja i razvoja novih tehnika i materijala koji će poboljšati mogućnosti i tretmane u području zdravstvene zaštite (Slika 1). Dvije najvažnije struke unutar ortopedskog inženjerstva su inženjeri i specijalisti ortopedije. Iako je svaki od njih stručnjak u svom području, obje struke imaju odgovornost dubljeg poznavanja svojeg potpodručja. Dakle, specijalist ortopedije ima odgovornost za razumijevanje i poznavanje mišićno-koštane biomehanike i strukturnih ograničenja ortopedskih uređaja te načela njihove primjene kako bi se smanjio neuspjeh određenog operativnog zahvata ili liječenja. Jednako tako, inženjer koji se bavi ortopedskim inženjerstvom treba poznavati anatomiju tijela kako bi lakše mogao primijeniti zakone fizike na isto te kako bi mogao slijediti i biti u okvirima bioinženjerske etike.
Slika 1. Ortopedsko inženjerstvo opisano pojmovima koji ga čine
Preteča razvoju ortopedskog inženjerstva bilo je detaljno i iscrpno proučavanje biomehanike korištenjem sve naprednijih sustava kao produkta eksponencijalnog tehnološkog razvoja. Danas, unutar relativno novog područja ortopedskog inženjerstva rade se analize naprezanja i pomaka mišićno-koštanog sustava, analiziraju se učinci trenja i podmazivanja, proučavaju se karakteristike trošenja bioloških i sintetičkih materijala i rade se cjelovite studije kretanja i gibanja. Uz navedeno, spajaju se i sjedinjuju principi inženjerstva tkiva, biologije stanica i biomehanike kako bi se došlo do novih i naprednih spoznaja o biologiji kostiju i biologiji mekog tkiva koje vode k razvoju novih terapija i novih pristupa za potrebe liječenja mišićno-koštanih bolesti. Opravdanost razvoja novih proizvoda leži u potrebi za liječenjem oštećenog mišićno-koštanog sustava koji narušava kvalitetu života čovjeka, a koji je najčešće posljedica razvoja degenerativnih bolesti, trauma i općenito, starenja organizma.
Izradila: Dr.sc. Petra Bonačić Bartolin, mag.ing.mech.
Reference:
[1] Petra Bonačić Bartolin, Numerical and experimental modeling of anterior cruciate ligament biomechanical implant support of knee joint, Doctoral thesis, 2021.
[2] A. Ochsner, ‘Thoughts on the human body’, Ochsner J., vol. 10, no. 1, pp. 44–47, 2010.
[3] A. Schneider and H. Feussner, ‘Chapter 1 – Surgery and Biomedical Engineering’, in Biomedical Engineering in Gastrointestinal Surgery, A. Schneider and H. Feussner, Eds. Academic Press, 2017, pp. 1–10.
[4] Orthopaedic Biomechanics Made Easy, 1st Edition. Cambridge, United Kingdom: Cambridge University Press, 2015.