الميكانيكا الحيوية
الميكانيكا الحيوية المعاصرة هي مجال متعدد التخصصات يجمع بين الخبرة المادية والهندسية مع المعرفة من العلوم البيولوجية والطبية. هناك مجالات متعددة متخصصة في الميكانيكا الحيوية ، مثل الميكانيكا الحيوية القلبية الوعائية ، الميكانيكا الحيوية للخلية ، الميكانيكا الحيوية للحركة البشرية (خاصة الميكانيكا الحيوية) ، الميكانيكا الحيوية المهنية ، و الميكانيكا الحيوية الرياضية. على سبيل المثال ، تتناول رياضة الميكانيكا الحيوية تحسين الأداء ومنع الإصابة في الرياضيين. في الميكانيكا الحيوية المهنية ، يتم استخدام التحليل الميكانيكي الحيوي لفهم وتحسين التفاعل الميكانيكي للعمال مع البيئة.
وقد غذت بحوث علم الميكانيكا الحيوية مجموعة متنوعة من التقدم ، والتي تؤثر الكثير منها على الحياة اليومية للإنسان. تطوير الميكانيكا الحيوية للعمالة ، على سبيل المثال ، ركز على زيادة كفاءة العمل دون التضحية بسلامة العمل. وقد أسفر عن تصميم أدوات جديدة وأثاث وعناصر أخرى لبيئة العمل تقلل الحمل على جسم العامل. وكان تطور آخر الميكانيكا الحيوية الإكلينيكية ، التي تستخدم الحقائق الميكانيكية والمنهجيات والرياضيات لتفسير وتحليل علم التشريح وعلم وظائف الأعضاء النمطي وغير النمطي.
خلال الحرب العالمية الأولى والحرب العالمية الثانية ، كان هناك تركيز كبير على تطوير أطراف اصطناعية للمحاربين القدماء المبتورين ، مما أدى إلى تقدم كبير في الميكانيكا الحيوية وطب إعادة التأهيل. ركز العمل في هذا المجال على زيادة الكفاءة الميكانيكية لزرع العظام ، مثل تلك المستخدمة لاستبدال مفصل الورك أو الركبة. كما ساعد النهج القائم على الأبحاث في علم الميكانيكا الحيوية على المساهمة في تحسين أجهزة المشي المصممة للأفراد الذين يعانون من بتر الساق السفلي والأطفال المصابين بالشلل الدماغي. إن تطوير فئة جديدة من الأقدام الاصطناعية التي تخزن وتعيد الطاقة الميكانيكية أثناء المشي تسمح بتخفيض الإنفاق الاستقلالي لدى المبتورين وجعلت من الممكن للأفراد المصابين بتر الأعضاء المشاركة في الأنشطة الرياضية. وقد أتاح تصميم الأجهزة المساعدة القائمة على أساس حيوي ، مثل الكراسي المتحركة ، وتحسين العناصر البيئية ، مثل السلالم ، للأشخاص ذوي الإعاقة تحسين حركتهم.
تطبيقات الميكانيكا الحيوية هي واسعة النطاق. وتشمل بعض الأمثلة استخدام التحليل الميكانيكي الحيوي في تصميم الأطراف الصناعية الاصطناعية القابلة للزرع ، مثل القلوب الاصطناعية والأوعية الدموية ذات القطر الصغير ؛ في هندسة الأنسجة الحية ، مثل صمامات القلب والأقراص ما بين الفقرات ؛ وفي الوقاية من الإصابات المتعلقة بحوادث المركبات ، بما في ذلك الاصطدامات منخفضة السرعة التي تشمل إصابات طفيفة في الأنسجة الرخوة والاصطدامات عالية السرعة التي تنطوي على إصابات خطيرة ومميتة.
