Ich interessiere mich für den Gesundheitsbereich…

Die medizinische Bildgebung profitiert erheblich von den Fortschritten auf dem Gebiet der elektrischen Signalverarbeitung. Hinzu kommen bahnbrechende Entwicklungen auf dem Gebiet der weichen Elektronik, mit deren Hilfe revolutionäre Anwendungen im Bereich der Brain-Machine-Interfaces, insbesondere in der Prothetik, in Aussicht gestellt werden. Ebenfalls in das Gebiet der Elektrotechnik und Informationstechnologie fällt die Konzeption von Sensoren, welche die Leistungen von Sportlerinnen und Sportlern sowie den Gesundheitszustand von älteren Menschen tagtäglich erfassen.

Die Mikrotechnik befasst sich mit der Konzeption implantierbarer Mini-Systeme: Herzschrittmacher, Mikropumpen für Insulin oder sonstige Medikamente, intelligente Augenlinsen (für Sehbehinderte und zur Glaukomerkennung) oder auch Mikrochips zur Analyse winziger Proben (DNA, Tumorzellen usw.). Auch die Entwicklung von Instrumenten (wie z. B. Endoskopen), Rehabilitationsgeräten, chirurgischen Simulatoren und allen möglichen Arten medizinischer Instrumente fällt in das Gebiet der Mikrotechnik.

Knochenregeneration, selbstheilende künstliche Gewebe, Prothesen, künstliche Herzen oder auch Koronarstents sind bedeutende Fortschritte im Gesundheitsbereich, bei denen Materialien eine wesentliche Rolle spielen. Darüber hinaus eröffnet das Aufkommen biomimetischer Materialien, d. h. von Materialien, die von der komplexen und hochentwickelten Struktur lebender Organismen inspiriert sind, völlig neue Möglichkeiten, wie z. B. das Züchten von synthetischen Knochentransplantaten in vitro.

Für die Entwicklung von Prothesen ist es beispielsweise wichtig, die Biomechanik von Gelenken zu verstehen. Zugleich erfordert die Verbesserung des Tissue Engineering, insbesondere zwecks Wachstums von künstlichem Knochengewebe, die Kenntnis der mechanischen Beanspruchungen in den verschiedenen Knochen. Die Strömungsmechanik ermöglicht die Analyse von Flüssigkeitsströmen wie z. B. Blut oder auch die Vorhersage ihres Verhaltens in zunehmend kleineren Kanülen, sodass auch die Kanülenentwicklung optimiert werden kann.

Die aktuelle Forschung in den meisten medizinischen Bereichen (Infektiologie, Onkologie, Genetik) oder auch in den Neurowissenschaften basiert auf komplexen mathematischen, physikalischen und technologischen Grundlagen, welche allesamt in einer technisch ausgerichteten Ausbildung vermittelt werden. Bioengineering entwickelt technologische Verfahren auf biologischer Ebene, welche an Patientinnen und Patienten angewandt werden können: z. B. um die Haut eines Verbrennungsopfers grossflächig zu regenerieren oder um mithilfe von Biomaterialien ganz gezielt Medikamente zu verabreichen.

Ultraschall, Röntgenstrahlen, Kernspinresonanz und Positronen-Emissions-Tomographie sind nur einige Beispiele für physikalische Verfahren, die in der medizinischen Diagnostik zum Einsatz kommen. Zu den therapeutischen Anwendungen, bei denen die Physik eine zentrale Rolle spielt, gehören beispielsweise Lasertechnologien, die Strahlentherapie oder auch die Nuklearmedizin.