BİYOMÜHENDİSLİK BÖLÜMÜ TANITIMI
Biyomühendislik tıp, veteriner, gıda ve çevre bilimleri gibi canlı hayatıyla ilgili alanlarda karşılaşılan sorunları anlamak ve çözümler üretmek için, fen bilimleri ile mühendislik bilimlerinin prensiplerini birleştirerek canlı hayatının hizmetine sunan bir mühendislik disiplinidir
Bu bilim dalı; kütle ve ısı aktarımı, kinetik, biyokataliz, biyomekanik, ayırma ve saflaştırma teknikleri, biyoreaktör tasarımı, yüzey bilimi, akışkanlar mekaniği, termodinamik ve polimer kimyası gibi mühendisliğin temel ve uygulamalı birçok dalının yanı sıra; genetik, moleküler biyoloji, protein kimyası, metabolizma, hücre fizyolojisi ve biyokimyası, sitoloji, biyoelektrik, nörobiyoloji, immuoloji, farmakoloji gibi temel ve uygulamalı bilimlerdeki araştırma ve bilgi birikimleri arasında bir köprü oluşturarak, günümüz toplumunun farklı boyut ve sektörlerdeki sorunlarına özgün çözümler üretmeyi amaçlamaktadır.
Biyomühendislik Kapsamı
1. ) Biyoteknoloji
2. ) BiyoprosesTasarımı
3. ) Genetik Mühendisliği
4. ) Moleküler Mühendislik
5. ) Biyoinformatik
6. ) Biyomedikal Mühendisliği
1. Biyoteknoloji
Endüstriyel biyoteknoloji,
Algal biyoteknoloji,
Çevre Biyoteknolojisi
Farklı uygulama alanlarına ve uygulama sektörlerine yönelik yöntem ve proses geliştirme çalışmaları.
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.
2. Biyoproses Tasarımı
Biyoproses tasarımı
Biyokataliz
Biyoseperasyon
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,
3. Genetik
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, yarı yapay 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.Biyoinformatik
DNA sıra ve dizilimi araştırmaları
Protein sıra ve dizilimi araştırmaları
Makromoleküler yapıların (DNA ,RNA, protein) üç boyutlu dizilim araştırmaları
Küçük moleküllerin (potansiyel terapötik maddeler,aktif peptidler,ribozimler vs.) ligandlarıyla etkileşiminin araştırılması
Heterojen biyolojik veritabanlarının entegrasyonu
Biyolojik enformasyonun paylaşımının kolaylaştırılması
Bilgisayar ile otomize edilmiş veri analizi ve iletimi
Etkileşimde bulunan gen ürünleri için bilgi ağları oluşturulması
Kimyasal reaksiyonlardan hücrelerarası iletişime kadar pek çok biyolojik faaliyet sürecinin simülasyonu
Büyük çaplı biyolojik deneylerden (GENOM projeleri gibi) çıkan sonuçların analizi
6.Biyomedikal Mühendisliği
Biyomedikal tanı
Biyomedikal terapi
Biyomekaniik
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, kontrollü salınım ile tedavi. Membran sistemlerinin biyomedikal uygulamaları (Diyaliz gibi).
Yaşam desteği sistemlerinin geliştirilmesi ve rehabilitasyonunun temel ilkeleridir.
Biyomühendisliğin Çalışma Alanları
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.
