Bioinżynieria stosuje zasady inżynierii do systemów biologicznych. Projektuje urządzenia, materiały i procesy, które oddziałują na organizmy żywe. Sztuczne stawy, protezy kończyn, dializatory i rusztowania tkankowe – wszystkie te dziedziny bioinżynierii. Dziedzina ta leży na styku inżynierii mechanicznej, elektrotechniki, materiałoznawstwa i biologii.

Praca obejmuje wiele skal. Na poziomie molekularnym bioinżynierowie projektują białka i obwody genetyczne. Na poziomie komórkowym hodują tkanki i narządy w laboratorium. Na poziomie systemowym budują urządzenia medyczne i systemy obrazowania. Na poziomie środowiskowym konstruują mikroby, aby oczyszczać je z zanieczyszczeń. Narzędzia są różne, ale podejście jest takie samo: zdefiniuj problem, zmodeluj system, zbuduj prototyp, przetestuj go i iteruj.

Bioinżynieria przyniosła niezwykłe postępy. Implanty ślimakowe przywracają słuch. Pompy insulinowe leczą cukrzycę. Tytanowe implanty drukowane w 3D zastępują uszkodzone kości. Urządzenia typu „organ-on-a-chip” modelują ludzkie choroby bez testów na zwierzętach. Ta dziedzina jest młoda, a jej tempo rośnie.

Rodzi to również pytania. Kto ma dostęp do tych technologii? Jak regulować urządzenia łączące elementy żywe i nieożywione? Co się stanie, gdy bioinżynieryjny implant zawiedzie? Inżynieria to tylko połowa wyzwania.