Bio-engineering past technische principes toe op biologische systemen. Het ontwerpt apparaten, materialen en processen die interactie hebben met levende organismen. Kunstgewrichten, protheses, dialyseapparaten en weefselsteigers zijn allemaal afkomstig uit de bio-engineering. Het vakgebied bevindt zich op het snijvlak van werktuigbouwkunde, elektrotechniek, materiaalkunde en biologie.

Het werk omvat vele schalen. Op moleculair niveau ontwerpen bio-ingenieurs eiwitten en genetische circuits. Op cellulair niveau kweken ze weefsels en organen in het laboratorium. Op systeemniveau bouwen ze medische apparaten en beeldvormingsmachines. Op milieuniveau ontwikkelen ze microben om vervuiling op te ruimen. De instrumenten variëren, maar de aanpak is hetzelfde: definieer het probleem, modelleer het systeem, bouw een prototype, test het en herhaal het proces.

Bio-engineering heeft al opmerkelijke vooruitgang geboekt. Cochleaire implantaten herstellen het gehoor. Insulinepompen helpen bij de behandeling van diabetes. 3D-geprinte titanium implantaten vervangen beschadigd bot. Orgaan-op-een-chip-apparaten simuleren menselijke ziekten zonder dierproeven. Het vakgebied is nog jong en de ontwikkelingen gaan razendsnel.

Het roept ook vragen op. Wie krijgt toegang tot deze technologieën? Hoe reguleren we apparaten die levende en niet-levende componenten combineren? Wat gebeurt er als een biotechnologisch implantaat faalt? De engineering is slechts de helft van de uitdaging.