醫工錦囊妙計

中國醫藥大學 生物醫學工程學系 介紹影片
 

古代人有三十六計，我們中醫大生物醫學工程學系也有錦囊妙計，讓你在醫工領域擁有超越常人的智慧，進而掌握
先機，在職場上發光發熱。讓我們來看看在中醫大生物醫學工程學系能學點甚麼絕技吧!!

人工智慧 AI (Artificial Intelligence)
Python、TensorFlow、Keras、PyTorch、Kaggle、GitHub ... 咦，你在背什麼單字啊? 我怎麼都沒學過。GoogLeNet、ResNet、Unet、MobileNet、DenseNet、EfficientNet ... 這麼多 NET，是賣衣服的地方? 還是 Netflix 新開的影音串流平台啊? 趕快告訴我，我也想去逛逛。

這些新名詞都是人工智慧深度學習領域中最核心的編碼語言、模型架構與競賽平台。當你學會利用編碼語言將資料降維、增強、去噪，學會依據問題的型態選擇模型並提取適當的特徵，學會最佳化模型的閾值來獲得極高的評價分數，學會模型集成來爭取資料科學競賽絕佳成績，這時，你就會是一名合格的資料科學家。但加入中醫大生物醫學工程學系的你，將能學到更多。你會學到解剖學、生理學、醫學測量與儀表、醫學影像、生醫光學顯微技術、基因藥物與基因治療 ...。擁有這些生物醫學基礎知識，讓你蛻變成為一名跨醫工領域的資料科學家。

成為跨領域的人才有多重要? 想想如果你是籃球隊老闆，你會用只能單手灌籃的球員，還是會用單手灌籃加上雙手大猩猩灌籃雙絕技的球員，你就知道了。成為醫工領域的資料科學家有多搶手? 瞧瞧全球科技五大巨頭(臉書、亞馬遜、蘋果、微軟、谷歌)競相啟動的 AI 醫療科技計畫，還有台灣電子大廠(宏碁、華碩、鴻海、廣達、仁寶、明基 ... )在智慧醫療大健康產業的佈局與徵才廣告，你就明白了。不要再猶豫了，趕快來加入中醫大生物醫學工程學系吧~

圖：蔡豐聲老師的主要研究領域為神經網路、機器學習、最佳化分析。

生物力學 (Biomechanics)
生物力學是將力學應用到生物學上的一門學問，包含很多不同的領域，如動作分析(motion analysis)可以利用多台紅外線攝影機，來追蹤人體不同的動作，進而利用電腦模擬作運算分析，這樣的技術廣泛應用在電影(復仇者聯盟、猩球崛起、魔戒...等科幻電影)或電玩(NBA 2k22, MLB...等運動遊戲)領域中。

而我們也是應用相似的技術，來探討人體動作行為模式（如：走路、上下樓梯...等），可以作為檢查動作是否正常或作為手術後、復健前後、甚至運動選手的定量評估方式。

另外也可以使用電腦模擬來作結構力學分析，或研發產品的外型設計，如使用電腦來模擬橋樑的設計如何才能有最高的承重力、汽車結構如何設計才能有最佳的強度

我們當然也可以這樣的技術應用在醫療方面，如：探討人工關節、骨釘骨板、或人工牙根的外型設計，何種外型設計可以讓患者術後復原的效果最好。

此外也可以進行人類大體來探討脊椎生物力學或骨折後骨板的固定能力等體外力學實驗
(以下影片可能血腥，看到血可能會昏倒的請勿點選)

其他還有非常多的領域，如： 骨骼肌肉生物力學、生物流體力學、運動生物力學...等，都是生物力學的範疇。非常歡迎你來就讀生物醫學工程學系，瞭解如何將力學應用在生物學上。   

圖：許瑞廷老師的主要研究領域為骨科生物力學、牙科生物力學、電腦有限元素模擬。(此圖為五種不同固定掌骨骨折固定之方式)

醫療植入物設計—人工植牙(Dental implant)
近十幾年風行全球的人工植牙，最早是哪一個國家的科學家發明的呢?，不是應該都是所謂的工業強國，英國、法國、美國、日本這些國家嗎? 猜猜看~想不到吧! 居然是北歐-瑞典的醫師發明的!! 
人工牙根最早是在1965年Branemark醫師開始發展，並提出以鈦金屬為人工牙根的主要材質，鈦金屬是少數具有生物相容性的金屬，最早用於航太科技，後來因為優異的生物相容性與其他特質，開始拓展使用於醫療界。
Branemark醫師不只確定人工牙根的材質，還提出了骨整合(Osseointegration)的概念與手術方式，並於1977 年發表了10 年長期病例追蹤文獻，嚇死人了~~，成功率還超高，達到八成以上，奠定了日後人工植牙為缺牙治療主要選項 “之一”，不要說“之一”，應該是缺牙治療的主流了。

跟一般牙橋相比，選擇人工植牙有那些好處呢?

由於人工植牙的主體零件—人工牙根，老實說長的就像~~嗯~~ “螺絲釘”，因此人工植牙的技術發展，相當需要跨領域的支援與知識，例如: 材料科學、機械力學、生物學、醫學(解剖、生理..)，打個比方~~可不是隨隨便便的螺絲釘外型就可以當人工牙根呢!
人工牙根的發展歷史(請點我)，快速介紹篇，只要6分鐘歐 (不過，英文要練好一點 ^_^)人工牙根在最早發展時，就奠定了高的成功率，因此~後續在研發人工牙根外型的心態上，科學家都比較大膽，人工牙根的外型就像 “螺絲釘”，因此~所有你想的到的螺絲釘的外型，都曾經被研發，也可能被放入病人的口腔內，經過超過半世紀的改良(半世紀是多少? 50年啦~~)，現在各大廠牌的人工牙根外型，基本上都已經是擷取到最佳的生物力學優勢了。

就連人工牙根表面，都有所謂的 “表面處理”，這又是另一個故事了~~這“表面處理”可不簡單，又把人工牙根的成功率從原本的8成或接近9成，推高到9成到9成以上，讓人工植牙的表面跟骨細胞有更好的結合，增快骨整合的速度(或提高骨整合的品質)，縮短整個人工植牙療程的時間。
人工牙根表面處理的快速介紹(請點我)

近年來~~人工植牙還結合電腦斷層影像，推出了訪間所謂的3D植牙，讓人工植牙的風險大幅降低，大大提高一般民眾的喜愛。(請點我)

只是一顆小小的人工牙根就有那麼多結合工程與醫療的故事，同學們~~如果你是具有工程的頭腦又有對生命悲天憫人的心懷的那一位~~快來唸中國醫藥大學 生物醫學工程學系，我們需要你這種天才 ^_^。 

圖：黃恆立老師的研究主要圍繞的人工牙根的研發，包含: 外型研發、表面抗菌鍍膜 與 影像學…等跨領域研究 

生物列印製造(Bioprinting or Biofabrication)
組織工程是一門科學，目的是在實驗室中培育替代的組織和器官，雖然人類早已掌握了人工培養簡單人體組織的技術，但想要生產一個完全匹配患者免疫、細胞、生物化學和解剖學特性的內臟，以幫助解決捐獻移植器官短缺的問題，還是難上加難。3D生物列印的精度，使得組織工程變得極有可能，用於複製人體的複雜組織和器官。

生物列印組織工程的一個重大挑戰是，確保植入的結構能夠生存足夠長的時間，並得以與人體相結合，而過去的研究已經表明，沒有血管的器官組織必須小於200μm才能存活，或要製造出更大體積的組織或器官，我們需要先能製造出血管。許多專注於生物列印的科學家，利用可以列印多種結構的生物墨水結合細胞解決了這一問題。他們優化了含有細胞的生物 「墨水」，因此它能促進細胞的健康和增長，並且他們在整個結構中列印出了微通道網格。這些通道就像血管一樣，可讓身體的營養物質和氧氣擴散到結構中，並保持生物墨水中的細胞存活、分化及生長。因此可以生物製造出血管，是第一步挑戰。

中醫大生物醫學工程學系擁有全台灣最棒的生物列印團隊及設備，研究人員操作著比豪宅還昂貴的設備，不論是列印金屬、列印電路或是列印細胞，我們專注於協助臨床醫師共同解決醫療上最困難的挑戰。中醫大的生物列印團隊研究成果都相繼獲得國家新創獎及未來科技獎的肯定。你想加入我們的研究團隊嗎?你想實際操控這些豪宅等級的夢幻機型嗎?想知道如何跨入這個領域嗎?快來加入我們吧! 中醫大生物醫學工程學系!最強的生物列印都在這裡!現在動動你的手指，按按滑鼠，點選報名資訊，跟著我們帶領你進入多維生物列印的世界，跨越工程與醫學的界線成為一名跨領域的醫學工程師，快來加入我們，一同進入這個跨領域的新世代吧。

圖：陳怡文及謝明佑老師的主要研究領域為生醫材料、組織工程、類器官及外泌體等方向，利用3D生物列印之技術，開發更多可列印之生物墨水，以製程最佳化之研究方法，調整出最適組織工程之生物支架及製程參數，製造出仿效活組織的細胞支架，在體外模擬整合多種活體細胞、微流體系統和機械力刺激等重現器官微環境，真實反映人體組織器官的結構功能特徵。未來期望這些技術的基礎可作為發展再生醫學器官、藥物篩選、新藥開發等醫療應用領域。