Mi interessa il campo della salute…

I progressi realizzati nell’elaborazione dei segnali elettrici hanno importanti ricadute positive per l’imaging medicale. Inoltre, gli sviluppi nel campo dell’elettronica flessibile apriranno la strada ad applicazioni rivoluzionarie nelle interfacce tra l’essere umano e la macchina, in particolare nelle protesi. L’ingegneria elettrotecnica e dell’informazione comprende anche la progettazione dei sensori per il monitoraggio delle prestazioni delle atlete e degli atleti e la salute delle persone anziane.

In microtecnica si progettano piccoli sistemi impiantabili: pacemaker, micropompe per l’insulina o qualsiasi altro medicamento, lenti oculari intelligenti (per ipovedenti e per il rilevamento del glaucoma) o microchip per l’analisi di campioni molto piccoli (DNA, cellule tumorali, ecc.). Vengono progettati anche endoscopi, dispositivi di riabilitazione, simulatori chirurgici e tutti i tipi di strumenti medici.

Nel campo della salute, la rigenerazione ossea, i tessuti artificiali autoriparanti, le protesi, i cuori artificiali e gli stent coronarici rappresentano enormi conquiste nelle quali i materiali svolgono un ruolo di primo piano. Inoltre, lo sviluppo di materiali biomimetici, cioè ispirati alla struttura complessa e sofisticata degli organismi viventi, apre nuove possibilità, come la coltura in vitro di innesti ossei sintetici.

È importante, ad esempio, capire la biomeccanica delle articolazioni per sviluppare protesi; oppure conoscere le sollecitazioni meccaniche di ogni osso per migliorare l’ingegneria dei tessuti, soprattutto per la crescita delle ossa artificiali. La meccanica dei fluidi consente di analizzare i flussi di fluidi come il sangue o di prevederne il comportamento in cannule sempre più piccole e quindi di ottimizzarne lo sviluppo.

La ricerca attuale nella maggior parte dei campi della medicina (infettivologia, oncologia, genetica) e nelle neuroscienze si basa su complesse basi matematiche, fisiche e tecnologiche che vengono insegnate in una formazione politecnica. L’ingegneria delle scienze della vita sviluppa processi tecnologici a livello biologico che possono essere applicati alle pazienti e ai pazienti, allo scopo, ad esempio, di rigenerare la pelle di una persona che ha subito ustioni su ampie zone del corpo o somministrare medicamenti in modo estremamente mirato grazie a biomateriali.

Gli ultrasuoni, i raggi X, la risonanza magnetica nucleare e la tomografia a emissione di positroni sono solo alcuni esempi di tecniche fisiche utilizzate nella diagnostica medica. Tra le applicazioni terapeutiche, la fisica svolge un ruolo centrale ad esempio nelle tecnologie laser, nella radioterapia e nella medicina nucleare.