[生物醫學工程和醫學影像]生物物理學是如何改變醫學影像的？

據《自然》雜志網站報道，生物物理學是在分子細胞組織生物體的尺度上研究生物物理現象和物理過程的學科，它利用物理學的原理和方法來理解生物系統。

兩個學科相得益彰

1953年，科學家們用生物物理學揭示了DNA的結構。 生物物理學組織網報道，這一發現對于明確DNA如何成為生命的“藍圖”很重要。 現在可以讀取人類和多種生物體的DNA序列，生物物理學技術對分析這些海量數據是必不可少的。

韋茨說：“隨著對生物材料理解的加深，可以使用獲得的知識了解生物材料的相關知識。 生物學和物理學因提供了兩種截然不同的看法而相得益彰，一種是研究“單個分子細節”的生物學家，另一種是分析“蛋白質的許多相互作用”后對問題有更全面的看法的物理學家。 ”

近年來，生物物理學最重要的應用之一是疫苗中含有核糖核酸的納米粒子，之所以能取得這一成果，要歸功于科學家們從生物膜中獲得靈感，并運用了物理原理。

推進組織工程

生物物理學有前景的應用領域之一是組織工程，是制備生物組織等人造材料。 這將在醫學上有廣闊的應用空間，比如人們有為自己定制的材料來修復和更換受損的器官。

在這里也離不開起著重要作用的物理學知識。 想要得到某個組織物，必須制作點什么。 細胞，細胞周圍的東西。 必須以某種方式使其成長。 另外，還必須組織起來。 ”韋茨說。 2016年，韋茲的團隊培養了一個人工肝臟組織來測試新藥物的療效。

一些團隊正在研究人工心臟。 為了從頭開始構建人類的心臟，必須重建螺旋幾何形狀——并復制構成心臟的獨特結構，包括心臟跳動時，心肌產生螺旋幾何形狀的扭轉運動。

今年7月，哈佛大學約翰保爾森工程與應用科學學院的生物工程師利用新的增材紡織制造方法，開發出第一個在螺旋排列中具有跳動心臟細胞的人心室生物混合模型，證明肌肉排列每次收縮都能確實增加心室輸送的血液量。 這項工作是器官生物制造向前邁出的重要一步，接近用于移植的人體心臟制造的最終目標。 相關研究結果發表在今年7月7日出版的《科學》雜志上。

他認為，雖然實現這樣的目標非常困難，但“它來了”。

醫學影像的改進

生物學家已經開發出了核磁共振成像CT掃描PET掃描等復雜的診斷成像技術。 生物物理學仍然是發展更安全更快更準確技術的關鍵，這些技術可以改善醫學影像，使人們對人體內部動作有更多的知識。

2017年10月4日，瑞士生物物理學家杰克迪波什德國生物物理學家約阿金弗蘭克和蘇格蘭分子生物學家生物物理學家理查德亨德森通過開發冷凍電鏡，簡化生物細胞成像過程，提高成像質量，獲得諾貝爾化學獎

正如科學家指出的，生物物理學是研究前沿的科學領域，正以驚人的方式改變著人們對生物學的理解和醫學實踐。