생명공학은 공학 원리를 생물 시스템에 적용하는 학문입니다. 생명체와 상호작용하는 장치, 재료, 공정을 설계합니다. 인공 관절, 의족, 투석기, 조직 지지체 등이 모두 생명공학에서 비롯되었습니다. 생명공학은 기계공학, 전기공학, 재료과학, 생물학이 교차하는 지점에 위치합니다.

생명공학자들의 연구는 다양한 규모에 걸쳐 이루어집니다. 분자 수준에서는 단백질과 유전자 회로를 설계하고, 세포 수준에서는 실험실에서 조직과 장기를 배양합니다. 시스템 수준에서는 의료 기기와 영상 진단 장비를 개발하고, 환경 수준에서는 오염 물질을 정화하는 미생물을 개발합니다. 사용하는 도구는 다양하지만 접근 방식은 동일합니다. 문제를 정의하고, 시스템을 모델링하고, 프로토타입을 제작하고, 테스트하고, 개선하는 과정을 반복하는 것입니다.

생명공학은 놀라운 발전을 이루어냈습니다. 인공와우는 청력을 회복시켜주고, 인슐린 펌프는 당뇨병을 관리하며, 3D 프린팅으로 제작된 티타늄 임플란트는 손상된 뼈를 대체합니다. 또한, 장기 칩 장치는 동물 실험 없이 인간 질병을 모델링합니다. 이 분야는 아직 초기 단계이며, 발전 속도는 매우 빠릅니다.

이는 또한 여러 가지 의문을 제기합니다. 누가 이러한 기술에 접근할 수 있을까요? 생체 구성 요소와 무생물 구성 요소를 결합한 장치를 어떻게 규제해야 할까요? 생체 공학적으로 제작된 임플란트가 실패하면 어떻게 될까요? 공학적인 측면은 당면 과제의 절반에 불과합니다.