“所有這些我們無(wú)法很好處理的復(fù)雜疾病——它們都有這種機(jī)械成分。那么這是為什么呢?”
這正是杜克大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程助理教授布倫特霍夫曼正在幫助回答的問(wèn)題。我們擔(dān)心的許多常見(jiàn)疾病都與機(jī)械因素有關(guān)。在哮喘發(fā)作時(shí)，化學(xué)或物理刺激會(huì)導(dǎo)致肺部空氣通道關(guān)閉，因?yàn)榭刂仆ǖ缹挾鹊募∪?機(jī)械部分)收縮。
另一個(gè)例子是動(dòng)脈粥樣硬化，俗稱動(dòng)脈硬化，是發(fā)達(dá)國(guó)家的頭號(hào)殺手。隨著血管壁變厚，血液流動(dòng)受到影響，而不是空氣流動(dòng)。吸煙、超重和高膽固醇等因素會(huì)增加患這種疾病的機(jī)會(huì)。然而，通過(guò)檢查機(jī)械部分，與動(dòng)脈粥樣硬化相關(guān)的斑塊往往出現(xiàn)在血管分支或彎曲的某些部分。你可以把它想象成一根軟管。當(dāng)您扭結(jié)軟管或?qū)⒛粗阜旁趪娮焐蠒r(shí)，流體會(huì)以不同的方式流動(dòng)。霍夫曼說(shuō)，關(guān)于肌肉萎縮癥和乳腺癌等重大疾病的機(jī)械部分也有類似的故事。
這一切聽(tīng)起來(lái)都很生物化，那么他為什么會(huì)在工程部呢?由于力學(xué)生物學(xué)是一個(gè)新領(lǐng)域，因此很少有工具可用于報(bào)告蛋白質(zhì)的形狀或其在活細(xì)胞內(nèi)的作用力?；舴蚵圃炝酥С謾C(jī)械生物學(xué)研究的工具。在霍夫曼的博士后研究期間，他致力于記錄活細(xì)胞及其自然環(huán)境中蛋白質(zhì)的作用力?，F(xiàn)在，他正在擴(kuò)展這項(xiàng)技術(shù)，并將其用于基礎(chǔ)科學(xué)研究，以了解機(jī)械生物學(xué)。
霍夫曼說(shuō)他沒(méi)有計(jì)劃這樣做。從高中起，他就知道自己想成為一名工程師。作為一名本科生，霍夫曼在 IBM 實(shí)習(xí)，負(fù)責(zé)使用鍍銅生產(chǎn)芯片載體?；舴蚵軌驊?yīng)用知識(shí)，例如改變 pH 值以獲得不同數(shù)量的銅，并使一切以最佳性能運(yùn)行，但他想更多地了解這些過(guò)程。
因此，他開(kāi)始攻讀過(guò)程控制博士學(xué)位，其中涉及決定如何設(shè)置設(shè)備上的所有數(shù)字和刻度盤(pán)、儲(chǔ)罐應(yīng)該有多大、化工廠中應(yīng)使用什么壓力和溫度等?；舴蚵⒅境蔀橐幻瘜W(xué)工程師。然而，在讀研究生的第一周，他參加了一個(gè)生物物理學(xué)講座，但他聽(tīng)不懂?；舴蚵鼘?duì)生物物理學(xué)感興趣，因此他從打算對(duì)校園里應(yīng)用最多的工程項(xiàng)目之一進(jìn)行研究，變成了一周內(nèi)應(yīng)用最少的工程項(xiàng)目之一。這是他生物物理學(xué)之旅的開(kāi)始。然而，由于他的博士學(xué)位對(duì)物理學(xué)方面更感興趣，霍夫曼選擇在細(xì)胞生物學(xué)領(lǐng)域做博士后，以平衡他的訓(xùn)練。將所有東西混合在一起，他得到了生物醫(yī)學(xué)工程。
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