工程健康

达拉斯德州大学生物工程师通过创新和创业精神为医疗保健解决方案而努力.

——金姆·霍纳

左起:博士. 费宝伟、卡拉·峰、李国强博士. 莎莉尼·普拉萨德

在他位于最全菠菜网-菠菜靠谱老平台-欢迎莅临的玻璃墙实验室里. 费宝伟正致力于开发一种手持癌症筛查设备,任何人都可以在家中使用,在早期阶段检测癌症.

他已经开发出一种技术,可以实时准确地预测细胞是否癌变,而且不需要辐射或造影剂. 下一步是将他的200磅重的原型缩小到一个像手机一样触手可及的小设备中.

Dr. 费宝伟(右)和他的研究团队.

“我设想把它做成手电筒或钢笔那么小. You can take a picture; send it to the cloud; then the physicians can take a look and give you advice,飞说。, 生物工程教授和塞西尔·H. 和艾达·格林主持的系统生物科学.

范的智能, 便携式扫描技术, 它使用一种称为高光谱成像的光学成像形式与人工智能相结合, 这只是德州大学达拉斯分校生物工程师在开发检测和治疗疾病的创新方法方面走在前列的一个例子吗, 改善和拯救生命, 降低医疗成本.

Dr. 费宝伟使用光学跟踪系统协助外科医生.

“在过去的十年里,生物工程在UTD已经成为一股不可忽视的力量. 最全菠菜网-菠菜靠谱老平台-欢迎莅临建立了一个体现多样性的项目, 研究和卓越的创业精神,影响当地的DFW社区和超越.”

— Dr. 莎莉尼·普拉萨德

更好的医疗保健

从智能扫描仪到涉及基因治疗的高科技治疗, 合成组织或纳米颗粒, 许多医疗保健最大挑战的解决方案越来越依赖于生物工程师的专业知识. COVID-19大流行, 例如, 推动了新型疫苗的研发, 更好的诊断工具和有效的治疗, 而老龄化的美国.S. 人口的增长产生了对辅助医疗设备的需求.

即使没有医学院, UTD创新者已经在改善患者生活方面建立了成功的记录. 例如, 德克萨斯生物医学设备中心的研究人员, 由德州仪器(TI)和UT系统支持, 早在十多年前,他就设想了一种通过迷走神经刺激(VNS)来重新连接大脑回路的疗法. 2021年,美国食品和药物管理局批准了用于慢性缺血性中风幸存者的康复系统,这是同类疗法中的第一个. A biotech startup called CerSci Therapeutics was founded by a bioengineering alumnus and neuroscience researchers to develop non-opioid pain relief therapies; the company was sold to a pharmaceutical firm in 2020 for $52.500万年.

2010年,随着Erik Jonsson工程与计算机科学学院生物工程系的成立,该大学加大了对生物医学研究的投入. 在过去十年中, 因为它不仅专注于突破性的研究,而且还专注于培养下一代创新者, 德州大学达拉斯分校的本科生物医学工程专业发展成为全国最大的生物医学工程专业之一, 有600名学生. 德州大学的生物医学工程研究生课程吸引了来自世界各地的学生,在德州公立大学中排名第三, 根据 U.S. 新闻 & 世界报道.

该项目继续扩大其影响范围. 与UT西南医学中心的新合作伙伴关系-以及计划于今年开放的新联合研究大楼-将成为机构之间更多合作伙伴关系的催化剂.

“在过去的十年里,生物工程在UTD已经成为一股不可忽视的力量. 最全菠菜网-菠菜靠谱老平台-欢迎莅临建立了一个体现多样性的项目, 研究和卓越的创业精神,影响当地的DFW社区和超越,”医生说。. 沙利尼·普拉萨德,生物工程系主任. “最全菠菜网-菠菜靠谱老平台-欢迎莅临现在准备建立最全菠菜网-菠菜靠谱老平台-欢迎莅临的翻译组合,并通过与德克萨斯大学西南分校的合作,对人类健康和福祉产生长期和持续的影响.”

部门多样,兴趣广泛

普拉萨德也是Cecil H. 艾达·格林(Ida Green)系统生物科学教授以身作则. 她的工作说明了UTD生物工程师如何推动医疗保健的边界. 她和她的研究小组已经为几种类型的生物传感器开发了一个技术平台, 包括可穿戴设备,可以根据汗液中的分子监测一个人的健康状况.

Dr. 莎莉尼·普拉萨德(前排)和她的研究团队在实验室里拿着一个小型生物传感器.

普拉萨德说:“这种可穿戴传感器就像一个发动机检查灯.

普拉萨德的研究小组已经证明,他们的传感器可以检测到COVID-19等感染, 流感和败血症, 加上炎症性肠病. 她与包括EnLiSense在内的工业界合作, 一个艾伦, 她与人共同创立了一家位于德克萨斯州的公司,目的是将她的发现商业化.

2022年,普拉萨德成为第六位教职员工,也是UTD第一位被选为美国医学与生物工程研究所院士的女性,以表彰她在败血症传感器方面的工作.

普拉萨德还培养了在学术界和工业界取得成功的杰出研究生, 其中包括Ambalika Tanak, MS ' 16, 21届博士和巴德里纳特·贾甘纳特21届博士, 他们都获得了著名的巴克斯特青年研究者奖, 哪个部门支持研究开发挽救和维持患者生命的疗法和医疗产品. Tanak现在在百特国际公司工作.贾甘纳特是哈佛大学威斯研究所的研究员.

UTD生物工程教师和研究人员领导了由美国国立卫生研究院(NIH)支持的广泛项目。, 美国国家科学基金会, 以及德州癌症预防和研究所, 其他资金来源.

其中一个项目涉及一种植入式装置,该装置通过电刺激神经元产生一种视觉感知,帮助盲人更好地识别物体并在周围环境中导航. 与伊利诺伊理工学院的研究人员合作. 斯图亚特·卡, 生物工程教授, 设计了植入大脑皮层的电极阵列. 电流从金属电极传递到大脑,产生视觉感知. 到目前为止,只有一名患者接受了植入.

“参与者报告了电刺激引起的各种感觉,”科根说.

该部门的另一个研究领域是寻找更有效的方法,将药物直接输送到身体需要的地方.

Dr. 沙Sirsi, 生物工程副教授, 已经开发出一种方法,将药物发送到目标使用微泡-微小, 感, 充气球体暴露在超声波下就会破裂. 内爆暂时扩大了血管壁的间隙,并在肿瘤的精确位置释放携带药物的纳米颗粒,同时研究人员用超声成像指导和监测这一过程. Sirsi的研究小组还利用这项技术来传递遗传物质,使肿瘤对化疗和放疗变得敏感, 将治疗减少到非常低的剂量.

最全菠菜网-菠菜靠谱老平台-欢迎莅临位于全国最好的神经母细胞瘤治疗中心之一[UT西南和儿童健康]附近,西尔西说。. “能够在常规基础上与儿科癌症专家会面,对我在达拉斯德州大学开展研究项目非常有益.”

穿过城市的合作

该大学靠近德克萨斯大学西南分校是生物工程项目成功的一个重要因素. 生物工程教员, 以及其他学科的研究人员, 定期与学术医疗中心的临床医生和科学家合作, 这样研究人员就能接触到病人的样本了, 数据和专用设施.

德克萨斯大学的生物工程师目前正在与德克萨斯大学西南分校的研究人员合作进行14个不同的项目,这些项目获得了近700万美元的研究资助. 近三分之一的生物工程教职员工在德州大学西南分校设有实验室, 在2021-22学年, 五名生物工程博士生和20多名本科生在德州大学西南分校教师的实验室进行了研究. 德克萨斯大学西南学院在上一学年还赞助了15个学生主导的UT设计项目, 其中包括一个回收3d打印材料的装置,该装置在美国机械工程师学会学生设计竞赛中排名第二.

几位教员, 包括范, 也在德州大学西南分校担任联合教职, 他是放射学教授吗.

由德克萨斯大学西南医学中心提供,2005年

他说:“与西南大学的合作带来了巨大的好处. “在UTD,最全菠菜网-菠菜靠谱老平台-欢迎莅临有作为一所年轻大学的优势,而且最全菠菜网-菠菜靠谱老平台-欢迎莅临充满活力. 最全菠菜网-菠菜靠谱老平台-欢迎莅临正在开发尖端技术. 最全菠菜网-菠菜靠谱老平台-欢迎莅临有很多工程师,最全菠菜网-菠菜靠谱老平台-欢迎莅临有非常聪明的学生. 这些都是有助于开发前沿新技术的因素.

“西南大学有很多临床医生和临床研究领域. 他们的医生渴望与最全菠菜网-菠菜靠谱老平台-欢迎莅临合作,因为任何一种技术创新都将造福人类健康,改善患者护理.”

UTD生物工程师和医生之间的密切互动, 护士和病人可以带来新的想法和进一步的创新, 博士说. 约瑟夫Pancrazio, 该校负责研究与创新的副校长兼生物工程教授.

“接触这些环境对生物医学工程或其他科学专业的研究生来说意味着一切,潘克拉齐奥说.

当博士. 马修Petroll, 德州大学西南分校眼科学教授兼生物医学工程研究生项目主席, 他在研究眼睛的自我修复过程时需要帮助, 他走近医生。. 大卫·施密特克,犹他大学生物工程教授.

左起:博士. 维克多·瓦纳博士. 马修Petroll和Dr. 分析员大卫Schmidtke

Schmidtke是微流体装置方面的专家, 这是一种手掌大小的透明塑料,里面有一缕头发大小的小通道. 他正在使用这些设备制造存在于角膜组织中的胶原原纤维. 由$1支持.美国国立卫生研究院眼科研究所拨款800万美元, UTD生物工程研究生来自Schmidtke 's和生物工程助理教授Dr. 维克多·瓦尔纳的团队正在与佩特罗团队的研究人员合作,调查密度如何, 在伤口愈合过程中,原纤维的弹性和尺寸影响角化细胞的行为.

“与德州西南大学的合作, 在那里有研究实验室, 应用工程工具解决生物医学问题有什么好处,施密特克说.

Dr. 分析员大卫Schmidtke拿着一个微流体装置.

在其他的合作中. 生物工程副教授达涅利·罗德里格斯(Danieli Rodrigues)开始与罗德里格斯博士合作. Javier La Fontaine,当时他是德州大学西南分校的整形外科教授也是帕克兰健康中心的肢体保护研究主任 & 医院系统. 他于2022年6月被任命为德州大学里奥格兰德河谷足病医学院的首任院长. 这两位研究人员正在合作开发新的免疫调节涂层,用于金属骨科和牙科植入物,以治疗糖尿病患者,并将骨整合到植入物中.

Dr. 丁一臣,生物工程助理教授,已经与李博士合作. 埃里克·奥尔森, 德州大学西南分校分子生物学主席, 使用激光片进行心脏成像.

丁教授就职于德克萨斯大学西南分校哈蒙再生科学与医学中心, 由奥尔森领导的. 中心的研究人员专注于了解组织形成和修复的基本机制,并利用这些知识开发变革性策略和药物来增强组织再生. 奥尔森和他的学员们发现了许多控制心脏和肌肉发育和疾病的基因, 以及病理性心脏重塑背后的应激反应途径. 奥尔森还共同指导德克萨斯大学西南分校的参议员保罗. 威尔斯通肌肉萎缩症合作研究中心是美国六个这样的NIH中心之一.S. 作为美国国家科学院(National Academy of Sciences)的成员,奥尔森与人共同创立了多家生物技术公司.

在UTD, Dr. 希瑟Hayenga,生物工程副教授,和Dr. Leonidas Bleris是生物工程教授,也是Cecil H. 和Ida Green系统生物科学教授. 海伦娜黄, 德州大学西南分校病理学副教授, 开发孤立性纤维性肿瘤(SFT)的基因编辑治疗方法, 哪一种是由一条染色体上的两个基因融合引起的. 这种疾病会导致正常基因转变为致癌基因,从而有可能在任何时候将健康细胞转变为癌细胞.

Hayenga与这项工作有个人联系. 2014年,她被诊断出患有SFT,并在Bleris的帮助下开始研究这种疾病, 谁是基因工程师. 在过去的几年里, 她的癌症恶化了, 但她仍然专注于继续努力,以增加对这种疾病的了解,并开发有效的治疗方法. 她说,一些癌症和遗传疾病是由特定的基因改变引起的.

Dr. 希瑟Hayenga

“三分之一的人在他们的一生中会被诊断出癌症,”她说. “在最全菠菜网-菠菜靠谱老平台-欢迎莅临临床和行业合作伙伴的帮助下, 最全菠菜网-菠菜靠谱老平台-欢迎莅临已经开发出了针对sft特异性基因改变的有前景的治疗方法. 最全菠菜网-菠菜靠谱老平台-欢迎莅临希望在几个月内开始治疗SFT患者. 最全菠菜网-菠菜靠谱老平台-欢迎莅临希望最全菠菜网-菠菜靠谱老平台-欢迎莅临的基因靶向疗法只是更广泛治疗方法的开始.”

两家机构的联合项目也为生物技术初创企业铺平了道路, 像Glaucomedi. 最全菠菜网-菠菜靠谱老平台-欢迎莅临的学生们与. Karanjit官, 德州大学西南分校眼科副教授, 于2021年11月在UTD创新与创业学院的大创意比赛中获得学生Pitch Track第一名. 学生们开发了一种引流装置,通过降低眼压来治疗青光眼.

有机会与德州大学西南学院的教职员工一起工作,是德州大学生物医学工程博士候选人卡拉·皮克(Kara Peak)决定就读该校的一个重要因素. 作为联合招生协议的一部分,学生可以从任何一所学校获得研究生学位.

“当我开始寻找研究生院时,我立刻被达拉斯德州大学吸引了. 我不仅有机会搬回离家近一点的地方, 但西南德州大学和达拉斯德州大学之间的联系帮助敲定了这笔交易,匹克说, 和瓦纳一起研究指导肺气道发育的机械生物学, 谁在UT西南大学的哈蒙中心有联合预约.

构建大创意

两所机构之间最新的合作成果之一是耗资1.2亿美元的德州仪器生物医学工程与科学大楼, 德州大学西南东校区正在建设中. 建筑, 预计2023年开业, 得到了德州仪器公司1500万美元的资助, 来自德州大学系统永久大学基金和其他慈善捐款的9000万美元.

德克萨斯仪器生物医学工程和科学大楼的效果图.

“这座建筑是超越工程的合作伙伴关系的实体代表,潘克拉齐奥说.

这座五层楼高的, 150,000平方英尺的设施设有干湿实验室空间, 生物设计中心, 金属加工车间和3D打印实验室. 一些功能和物理布局的灵感来自达拉斯德州大学的生物工程和科学大楼, 2016年开业.

最全菠菜网-菠菜靠谱老平台-欢迎莅临利用最全菠菜网-菠菜靠谱老平台-欢迎莅临在自己的校园中学到的成功经验,为新建筑的设计考虑提供信息,潘克拉齐奥说. “其中之一是将兴趣一致的调查人员分组在一起. 它促进了与学生的合作和互动,并建立了学生提出下一个大想法的社区.”

这座建筑是多功能的,以适应不断变化的需求, 有移动家具和实验室空间, Pancrazio说. 官员们设想减少隔离墙, 拥有更多UTD研究设施中特色的开放式实验室.

Dr. 斯蒂芬妮·G. 亚当斯, 琼森学院院长,犹他大学Lars Magnus Ericsson主席, 他说,新大楼将把北德克萨斯州变成生物医学创新和教育的首要中心.

左起:英加. Musselman博士,博士生Kara Peak博士. 斯蒂芬妮·G. 亚当斯, 德州仪器生物医学工程与科学大楼2021年的奠基仪式上.

“这座建筑巩固了最全菠菜网-菠菜靠谱老平台-欢迎莅临在德克萨斯大学西南分校生物医学科学和德克萨斯大学生物工程之间已经建立的桥梁,亚当斯说. “最全菠菜网-菠菜靠谱老平台-欢迎莅临希望这种多学科合作关系将引领最全菠菜网-菠菜靠谱老平台-欢迎莅临两个校区的同事和学生, 以及当地的工业巨头, 将生产应用于现实世界,进一步提高生活质量,改善人类状况.”

Dr. 撒母耳Achilefu, 西南大学生物医学工程系的主席, 他说,这座建筑将促进团队工程,这种团队工程在一年内使COVID-19疫苗成为可能.

“当最全菠菜网-菠菜靠谱老平台-欢迎莅临作为一个团队一起工作时,我相信最全菠菜网-菠菜靠谱老平台-欢迎莅临可以改变最全菠菜网-菠菜靠谱老平台-欢迎莅临今天所知道的世界. 新大楼将帮助最全菠菜网-菠菜靠谱老平台-欢迎莅临实现这一目标,阿基利夫在2021年11月的建筑奠基仪式上说.

创新创业

离达拉斯德州大学只有几英里, Fei正在扩大该大学在成像和外科创新中心的影响力.

Fei的研究中心是理查森创新区几个新的UTD研究中心之一, 也被称为理查森智商. 这个占地1200英亩的创新创业中心于2022年秋季开放. 成像和外科创新中心致力于将UTD研究转化为产品,帮助医生更好地了解癌细胞和其他疾病,从而挽救生命.

范的非侵入性, 无辐射技术分析细胞如何反射和吸收包括紫外线和近红外光在内的广泛电磁波谱中的光, 远远超出人眼和传统工具所能看到的范围.

“通过成像,最全菠菜网-菠菜靠谱老平台-欢迎莅临正试图推动早期检测, 哪个是拯救生命的关键,飞说. “一旦癌症发展到晚期并开始扩散,生存率就非常低. 最全菠菜网-菠菜靠谱老平台-欢迎莅临可以通过早期检测挽救生命,还可以节省成本.”

费可能需要几年的时间才能实现他的手持癌症扫描设备的愿景. 这项技术还需要改进、测试,并使其体积更小、成本更低. 但费先生对他和其他人的研究潜力充满热情,因为他的研究可以创造机会,满足医疗保健的高要求.

最全菠菜网-菠菜靠谱老平台-欢迎莅临面临的挑战是如何降低成本,让最全菠菜网-菠菜靠谱老平台-欢迎莅临国家和全球更多的人获得医疗保健,飞说. “对我自己来说,作为一名工程师,我的职责是开发技术来实现这一目标.”