“Gli scienziati sognano di fare grandi cose. Gli ingegneri le realizzano” (James Michener)
Questa frase si adatta particolarmente bene all'ingegnere biomedico che, accogliendo sogni e necessità di medici e biologi, sviluppa nuove macchine in grado di aumentare lo stato di benessere dell’essere umano in tutte le fasi della sua vita.
L'Ingegneria Biomedica è infatti quel settore della Scienza e della Tecnologia che utilizza le metodologie e le tecnologie proprie dell'Ingegneria al fine di comprendere, formalizzare e risolvere problemi di interesse medico-biologico, mediante una stretta collaborazione fra gli specialisti dei settori coinvolti. Per tale motivo è un corso di studio con una forte connotazione multidisciplinare all’interno del quale si accompagnano competenze ingegneristiche classiche e aspetti estremamente innovativi.
Il profilo culturale dell'Ingegnere Biomedico si basa sulla conoscenza delle metodologie e delle tecnologie proprie dell'Ingegneria per la risoluzione di problemi tecnologici afferenti alla biologia e alla medicina, per favorire una gestione sicura, corretta ed economica della tecnologia biomedica negli enti di servizio (es: ospedali), operare in diversi ruoli tecnici, commerciali e gestionali in aziende del settore.
I corsi di studio in Ingegneria Biomedica formano laureati con:
- conoscenze di base scientifiche e ingegneristiche rilevanti per le applicazioni biomediche,
- competenze nel risolvere problemi di analisi/progettazione,
- capacità di condurre esperimenti e di comprendere l'interazione tra dispositivi/materiali e fenomeni biologici,
- conoscenze relative ai metodi per gestire l'impatto della tecnologia nel contesto sociale e ambientale,
- capacità di gestire e organizzare sistemi complessi,
- sensibilità ai fattori etici e alle tematiche della sicurezza e della qualità.
L’Ingegnere biomedico è pertanto in grado di operare nel settore industriale (con particolare riferimento al comparto biomedicale) in attività di progettazione e di produzione di dispositivi, strumenti e sistemi medicali, e nell'ambito delle strutture pubbliche e private nella gestione delle apparecchiature biomediche e nella soluzione di problemi metodologici e tecnologici nell'erogazione dei servizi sanitari. L'ingegnere biomedico può operare sia in strutture ospedaliere, sia presso industrie, Università e centri di ricerca.
Per quanto sia difficile inquadrare in maniera sistematica i saperi dell'Ingegneria Biomedica, è possibile affermare, semplificando, che i corsi di Studio in Ingegneria Biomedica presentano due indirizzi diversi, il primo più legato al settore dell'Ingegneria dell'Informazione e l'altro più vicino alle applicazioni tipiche dell'Ingegneria Industriale.
Le applicazioni legate al settore dell'Informazione sono connesse allo studio dei biosegnali e della strumentazione per la loro acquisizione, così come allo studio dei biosensori.
Le applicazioni più vicine al settore industriale portano all'acquisizione delle conoscenze nei settori dei biomateriali, della biomeccanica, dei dispositivi protesici, dei fenomeni di trasporto in ambito fisiologico.
Molte sedi universitarie italiane offrono la possibilità di scegliere la propria specializzazione al termine del primo anno.
Quali sono le competenze e le capacità di un laureato in Ingegneria Biomedica?
- progettazione e realizzazione di pace-makers cardiaci, defibrillatori, organi artificiali e bioartificiali, progettazione e caratterizzazione di biomateriali per organi artificiali;
- progettazione di sistemi informatici per il monitoraggio del paziente durante interventi chirurgici o terapia intensiva;
- progettazione e realizzazione di sensori per l'analisi del sangue o dell'aria espirata;
- progettazione e realizzazione di strumenti e dispositivi ad uso terapeutico, come sistemi laser per interventi chirurgici o sistemi per il rilascio automatico dell'insulina per pazienti diabetici;
- sviluppo di metodologie e tecnologie innovative per la progettazione e la realizzazione di macchine e sistemi bioispirati (di dimensioni macro, micro e nano), caratterizzati da prestazioni molto avanzate (ad esempio la progettazione di sistemi robotici ispirati dal mondo vegetale o animale);
- sviluppo di dispositivi, anche realizzabili industrialmente, per applicazioni biomediche, in particolare per chirurgia mini-invasiva e per neuroriabilitazione;
- progettazione di sistemi per laparoscopia o artroscopia oppure per fissare le fratture o sostituire le articolazioni;
- sviluppo di strategie per supportare le decisioni cliniche basate su sistemi esperti ed intelligenza artificiale;
- progettazione di laboratori clinici e altre unità all'interno degli ospedali;
- sviluppo di sistemi avanzati per le analisi delle immagini RX, TC, MRI, PET, ecc.
- costruzione e progettazione di modelli in silico, modelli di sistemi fisiologici al computer per migliorare le diagnosi e accelerare lo sviluppo di farmaci;
- sviluppo di nuove procedure diagnostiche, specialmente quelle che richiedono la stima di parametri non direttamente misurabili;
- sviluppo di sistemi per la coltura di tessuti per la sostituzione di tessuti danneggiati.
Negli ultimi anni l'ingegneria Biomedica sta sviluppando nuove tematiche legate alla Bionica. Major Steele nel 1958 coniò questo termine per indicare quella scienza volta a creare un sistema realistico che copia alcune funzioni e caratteristiche di un sistema naturale. L'obiettivo primario della bionica è di "estendere le capacità fisiche e intellettuali dell'uomo con dispositivi protesici nel senso più generale e sostituire l'uomo con automi e macchine intelligenti”. In questo ambito lo studente apprenderà come:
- sviluppare nuovi sistemi robotici bioispirati, che permettano una migliore integrazione con l’uomo e lo possano supportare durante lo svolgimento di attività lavorative usuranti, così come nel ripristinare capacità motorie danneggiate in seguito a traumi o patologie;
- studiare il cervello umano e realizzare, con l’ausilio di sistemi informatici ed elettronici, dispositivi capaci di imitarne le funzioni principali (per in seguito trasferirle su dispositivi robotici o elettronici che migliorino l’interazione uomo-macchina).
Più del 90% dei laureati magistrali trova lavoro in meno di un anno. Il mercato biomedicale in Italia negli ultimi anni sta modificandosi con lo sviluppo di ditte che progettano e realizzano dispositivi biomedicali oppure che forniscono servizi biomedicali. Il livello di occupati è in media con il dato europeo. Inoltre, è un settore dove la componente femminile impiegata è pari al 46% contro un valor medio del 40% in altri settori industriali. La crescita occupazionale dipende da due fattori:
- l’aumento dell'età media della popolazione dei paesi occidentali comporta la necessità di sviluppare nuovi metodi sempre più efficienti, precisi e personalizzati che, da un lato permettano una diagnosi precoce delle patologie, dall’altro permettano di migliorare la qualità di vita, riducendo i costi che gravano sulla spesa sanitaria;
- la maggior comprensione del funzionamento del corpo umano e il diffondersi improvviso di pandemie necessitano di metodiche e dispositivi biomedicali che possano facilmente adattarsi alle diverse condizioni patologiche e che permettano di agire in modo mirato sullo stato di salute del paziente.
