تُطبّق الهندسة الحيوية مبادئ الهندسة على الأنظمة البيولوجية، حيث تُصمّم أجهزةً وموادّ وعملياتٍ تتفاعل مع الكائنات الحية. وتُعدّ المفاصل الاصطناعية والأطراف الصناعية وأجهزة غسيل الكلى وهياكل الأنسجة من نتاج الهندسة الحيوية. ويقع هذا المجال عند تقاطع الهندسة الميكانيكية والهندسة الكهربائية وعلم المواد وعلم الأحياء.

يشمل هذا العمل مستوياتٍ عديدة. فعلى المستوى الجزيئي، يصمم مهندسو الأحياء البروتينات والدوائر الجينية. وعلى المستوى الخلوي، يزرعون الأنسجة والأعضاء في المختبر. وعلى مستوى الأنظمة، يبنون الأجهزة الطبية وأجهزة التصوير. وعلى المستوى البيئي، يهندسون الميكروبات لتنظيف التلوث. تختلف الأدوات، لكن المنهج واحد: تحديد المشكلة، ونمذجة النظام، وبناء نموذج أولي، واختباره، ثم التكرار.

حققت الهندسة الحيوية إنجازاتٍ باهرة. فزراعة القوقعة تُعيد السمع، ومضخات الأنسولين تُسيطر على مرض السكري، وزراعة التيتانيوم بتقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد تُستبدل بها العظام التالفة، وأجهزة الأعضاء على رقاقة تُحاكي الأمراض البشرية دون الحاجة إلى تجارب على الحيوانات. هذا المجال لا يزال في بداياته، ووتيرة تطوره تتسارع.

يثير هذا الأمر تساؤلات أيضاً. من يحصل على هذه التقنيات؟ كيف ننظم الأجهزة التي تجمع بين مكونات حية وغير حية؟ ماذا يحدث عند فشل غرسة حيوية؟ الهندسة ليست سوى نصف التحدي.