바이오인

유체역학과 바이오엔지니어링

◈ 목차

1. 개요

2. 본론

 2.1. 심혈관질환과 유체역학

 2.2. 혈액과 유체역학

 2.3. 의공학과 유체역학

 2.4. 미세유체 칩(microfluidic chip)과 유체역학

 2.5. 장기 칩(Organ-on-a-chip)과 유체역학

3. 결론

◈본문

1. 개요

 바이오엔지니어링은 오늘날 넓은 의미로 바이오메디컬엔지니어링(또는 의공학), 바이오케미컬 엔지니어링(또는 생화학), 그리고 바이오사이언스(생명과학)를 포함하거나 밀접하게 관계가 있다고 할 수 있다. 그중에서도 의공학은 의료적 필요에 의해 발전한 것들이 많다. 일반인들이 흔히 접할 수 있는 이미징(초음파, x-ray, MRI), 인공관절, 그리고 이번 팬데믹 중에 많이 사용된 심장펌프(LVAD 그리고 ECMO) 등이 의공학에 속한다고 볼 수 있다. 하지만 기계공학의 유체역학이 바이오 엔지니어링과 어떤 관계가 있는지는 직관적으로 이해가 되지 않는다. 본 리포트에서는 바이오 엔지니어링 중에서도 우리 몸과 관련되어 심혈관질환, 의공학, 미세유체 칩, 그리고 장기 칩 개발 등에 있어서 유체역학이 어떻게 연관되어 있는지에 대해서 공유하고자 한다.

2. 본론

2.1. 심혈관질환과 유체역학

 유체역학의 역사는 오래됐지만, 그중에서도 우주항공산업의 발전이 유체역학의 발전을 가속화했다고 할 수 있다. 그에 따라 많은 유체역학 연구자들이 훈련받아 나왔고, 우주항공산업의 발전과 더불어 바이오 엔지니어링에 관심이 생기면서 자연스럽게 우리 몸의 심혈관질환에 관심이 쏟아졌다. 우리 몸의 대표적인 유체가 혈액이고, 이를 운반하는 시스템이 심혈관 시스템이며, 이 심혈관과 관련된 질병이 세계적으로 가장 큰 사망 원인이기 때문이다(한국은 2위). 심혈관질환의 대표적인 예는 뇌졸중과 심장마비로서, 북미나 세계적으로, 둘이 합쳐서 암보다 많은 사망자를 유발하는 질병으로 꾸준히 꼽히고 있다. 뇌졸중과 심장마비의 가장 대표적인 원인은 혈관 협착에 이은 혈전증으로 인한 혈관폐색이다. 이는 혈관이 막혔다는 의미로, 뇌졸중의 경우에는 뇌가, 심장마비의 경우에는 심장의 혈관이 막힘으로 인해 혈액을 공급받지 못하고 기능을 상실해서 생기는 질병이다. 혈관 협착 자체는 오랜 시간에 걸쳐서 일어나지만, 혈전증이 급작스럽게 발생하기 때문에 발병을 예측하기가 쉽지 않다.

...................(계속)

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