Ingeniería Biomédica

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Acceso abierto
Comparación de la cinética de liberación de la curcumina desde partículas nanométricas y micrométricas basadas en quitosano
(Universidad EIA, 2025) Durango Durango, Juan Pablo; Agudelo Pérez, Natalia Andrea; Echeverri Cuartas, Claudia Elena
RESUMEN: Los sistemas de liberación de principios activos, como micropartículas y nanopartículas, se destacan por ofrecer ventajas considerables en términos de eficacia, reducción de toxicidad y efectos secundarios, optimizando la administración y la absorción celular. Sin embargo, la influencia de propiedades fisicoquímicas como tamaño y forma en la liberación del principio activo es un punto clave para tener en cuenta. El proyecto se centra en mejorar la efectividad terapéutica de la curcumina, que enfrenta limitaciones debido a su baja solubilidad y rápida metabolización. La propuesta radica en emplear matrices poliméricas basadas en quitosano para encapsular la curcumina y permitir su liberación controlada. Esta estrategia busca superar las barreras actuales para su aplicación médica. El enfoque principal del proyecto consiste en comparar la cinética de liberación de la curcumina cuando se encapsula en micropartículas y nanopartículas basadas en quitosano. La falta de información específica sobre esta comparación es un vacío que esta investigación busca llenar. Al evaluar el efecto de la escala de la partícula en la liberación de curcumina, se espera generar resultados experimentales valiosos para la comunidad científica. Estos datos pueden tener un impacto significativo, ya que podrían ser fundamentales para optimizar no solo la administración de la curcumina, sino también otros compuestos bioactivos. Además, se prevé que los hallazgos contribuyan al diseño de sistemas de administración de fármacos más eficientes y adaptados a necesidades específicas, abriendo nuevas posibilidades en el campo de la medicina y la terapia farmacológica.
Acceso abierto
Detección de errores de medicación durante la prescripción utilizando técnicas de machine learning
(Universidad EIA, 2024) Komaromy Cuellar, Alejandro; Camacho Cogollo, Javier Enrique
RESUMEN: Los errores de medicación (EM) pueden ocurrir en cualquiera de las etapas del uso de medicamentos: prescripción, validación, dispensación o administración. Son clasificados como un problema de salud pública a nivel global por la Organización Mundial de la Salud (OMS). Se estima que el 6% de las hospitalizaciones en el mundo son causadas por errores de medicación y son responsables de causar la muerte de 1 de cada 131 pacientes ambulatorios y 1 de cada 854 pacientes que permanecen hospitalizados. Actualmente, los métodos para abordar estos problemas incluyen la implementación de farmacéuticos clínicos apoyados por sistemas de soporte para la decisión clínica (CDSS). Sin embargo, debido al alto volumen de prescripciones que se realizan diariamente en una institución de salud, es normal que ocurran errores humanos. Además, se ha observado que los CDSS implementados generan una gran cantidad de alertas que carecen de relevancia clínica, generando así "ruido" y obstaculizando el proceso de revisión. Para llevar a cabo el presente trabajo, se recuperaron las historias clínicas de una institución de salud local desde 2017 hasta 2022. Estas historias contenían información demográfica del paciente, el tipo de médico y el contenido de la orden. Con esta información, se construyó una base de datos para entrenar y comparar cuatro modelos de aprendizaje automático (KNN, Árbol de decisiones con Gradient Boosting, Red Neuronal y Bosques Aleatorios). El rendimiento de los modelos se evaluó mediante el área bajo la curva Receiver Operating Characteristic (AUROC), el valor-F y la precisión. El conjunto de datos estaba compuesto por 21,498,505 prescripciones de medicamentos, de las cuales solo 1,802,268 se incluyeron en el trabajo. Los dos mejores algoritmos para predecir los EM resultaron ser KNN; con precisión de 0.98, valor-F de 0.97 y AUROC de 0.65, y la red neuronal con precisión de 0.77, valor-F de 0.78 y AUROC de 0.77, mientras que el modelo con peor desempeño fue el bosque aleatorio precisión de 0.96, valor-F de 0.26 y AUROC de 0.94. Los modelos de aprendizaje automático para la predicción de EM muestran ser eficaces para reducir la carga de trabajo de los farmacéuticos al revisar manualmente las prescripciones. Además, ayudan a identificar y comprender mejor los factores que pueden generar errores de medicación.
Sólo datos
Modelo predictivo para generar una alerta temprana en el reingreso de adultos a las unidades de cuidados intensivos del Hospital Pablo Tobón Uribe
(Universidad EIA, 2024) Lerma Pazos, Joel Andrés; Palacio Uribe, Jorge Andrés; Camacho Cogollo, Javier Enrique; Suárez González, Juan Guillermo
RESUMEN: Los reingresos hospitalarios son eventos frecuentes, no programables y potencialmente prevenibles que, debido a la alta morbi-mortalidad que trae asociado cada reingreso, se han convertido un objeto de estudio muy importante durante los últimos años. En las unidades de cuidados intensivos (UCI) de Estados Unidos, las tasas típicas de reingreso oscilan entre el 1,2 % y el 14,5 % de las altas. En Colombia, los principales problemas asociados a los reingresos de UCI son los altos costos de atender una readmisión por el agravamiento o por una mayor severidad de la enfermedad que el paciente ya tenía, otro problema son las malas decisiones que toman algunos médicos o especialistas a la hora de dar el alta a un paciente en UCI, disminuyendo la eficiencia del centro de salud. En el presente trabajo se busca desarrollar un modelo predictivo que genere una alerta temprana en el reingreso de personas adultas en la unidad de cuidados intensivos. Para lograrlo, se utilizaron distintas herramientas de manejo de base de datos y análisis de datos con las cuales se realizaron diferentes modelos con algoritmos de aprendizaje automático encontrados en la literatura y, se entrenaron y validaron con datos suministrados por el Hospital Pablo Tobón Uribe (HPTU) de Medellín. Con el desarrollo de este proyecto se obtuvo un modelo predictivo con un puntaje de accuracy global de 0.74 y un valor AUC de 0.74 que brinda información importante a los médicos y especialistas a la hora de la toma de decisiones en una UCI, generando una alerta en pacientes propensos a tener un reingreso en caso de ser dados de alta.
Sólo datos
Dispositivo de bipedestación para transferencia de pacientes en una habitación hospitalaria
(Universidad EIA, 2024) Mendivelso Guerrero, Sofía; Moreno Betti, Sara; Montoya Góez, Yesid; Giraldo Vásquez, Mario Alejandro
RESUMEN: La movilidad reducida afecta la capacidad de las personas para desplazarse libremente, lo que impacta no solo su calidad de vida, sino que también representa un desafío para el personal médico encargado de su cuidado. Esta condición limita la capacidad de los pacientes para mantenerse de pie, por lo que las actividades de bipedestación se incluyen en los procesos de rehabilitación debido a los numerosos beneficios fisiológicos que proporcionan. Sin embargo, la bipedestación y movilización de pacientes suelen requerir de la intervención de varios profesionales de la salud, exponiéndolos a riesgos ergonómicos. Además, los dispositivos comerciales de bipedestación presentan limitaciones en términos de costo y espacio, lo que dificulta su implementación en hospitales. Este trabajo de grado plantea el diseño, construcción y evaluación de un prototipo de bipedestador para uso en entornos hospitalarios, asequible y capaz de reducir la necesidad de múltiples profesionales para movilizar a los pacientes. Para el desarrollo de este dispositivo, se recopilaron datos de profesionales de la salud del Hospital Pablo Tobón Uribe, con el fin de definir los requerimientos de usuario. A partir de esta información, se diseñó la estructura física y los circuitos de potencia, seguido de la construcción del prototipo y pruebas de concepto y de funcionalidad con personal experto. Los resultados de las pruebas de funcionamiento demostraron que el dispositivo cumple con los requisitos de movilización y bipedestación de paciente. Se recomienda la integración de sensores y ajustes estructurales y de control para mejorar la precisión, seguridad y adaptabilidad del bipedestador en entornos hospitalarios.
Acceso abierto
Desarrollo de un prototipo de dispositivo de rehabilitación de miembros inferiores para pacientes hospitalizados y en cuidado crítico
(Universidad EIA, 2024) Paez Godoy, Alanna; Rodriguez Benavides, Alex Mauricio; Mercado Navarro, Fredy Andrés
RESUMEN :En los entornos hospitalarios, las estancias prolongadas de pacientes debido a condiciones médicas pueden ocasionar problemas adicionales como la mala circulación y las úlceras por presión debido a la inmovilidad. Por ende, es crucial realizar rehabilitación periódica, lo que representa un desafío adicional para el personal médico. Por tanto, se requieren dispositivos de rehabilitación de miembros inferiores que ofrezcan opciones de rehabilitación efectivas y seguras, dado que la mayoría de los rehabilitadores en el mercado no cumplen con los estándares hospitalarios necesarios. La primera etapa del proyecto se enfocó en diseñar un prototipo de dispositivo de rehabilitación de miembros inferiores, siguiendo una metodología centrada en tres modos de operación: asistida, semi-asistida y autónoma. Esta etapa incluyó la revisión del estado actual de la tecnología, la identificación de las necesidades de los usuarios a través de encuestas y visitas, y el desarrollo conceptual utilizando la metodología de Ulrich y Eppinger. Posteriormente, se procedió al diseño detallado del sistema para garantizar que el prototipo cumpliera con los requisitos establecidos. La segunda etapa consistió en la construcción del banco de pruebas, comenzando con el prototipado de la estructura externa y continuando con la integración de los sistemas eléctricos y mecánicos. Esta fase finalizó con el ensamblaje del sistema electromecánico, asegurando que todos los componentes estuvieran sincronizados y listos para las pruebas y validación. En la tercera etapa, se corroboro el rendimiento del dispositivo a través de pruebas realizadas inicialmente por el grupo de investigadores. Posteriormente, se llevaron a cabo evaluaciones adicionales bajo la supervisión del personal médico del Hospital Pablo Tobón Uribe. Estas pruebas fueron esenciales para validar la funcionalidad del dispositivo. El proyecto propone un dispositivo de rehabilitación de miembros inferiores que automatiza el proceso de terapia y apoya al personal médico, ofreciendo modos de rehabilitación asistida, semi-asistida y autónoma. Debido a que es un banco de pruebas inicial, se reconoce la necesidad de futuras iteraciones para abordar aspectos como la estructura para transporte y movilidad en entornos hospitalarios.
Acceso abierto
Caracterización de cannabinoides y terpenos presentes en variedades de cannabis sativa cultivadas en colombia en el año 2022
(Universidad EIA, 2024) Uribe Arango, Santiago; Cortes, Jorge E.
RESUMEN: el presente trabajo de grado se centró en la caracterización de los perfiles de cannabinoides y terpenos en 73 variedades de cannabis sativa cultivadas en Colombia durante el año 2022. Utilizando técnicas de análisis estadístico multivariado, como el Análisis de Componentes Principales (PCA) y el Análisis Jerárquico de Clústeres (AJC), se investigó la variabilidad y las tendencias en las concentraciones de estos compuestos bioactivos. Los resultados del estudio revelaron una alta variabilidad en las concentraciones de cannabinoides y terpenos entre las variedades analizadas. El PCA permitió identificar una clara separación entre variedades con menos del 1% de THC (Tetrahidrocannabinol, también conocido como delta-9-tetrahidrocannabinol consideradas medicinales y aquellas con más del 1% de THC, consideradas recreativas. Además, se identificaron dos grupos principales de terpenos, diferenciados por sus concentraciones totales mayores y menores al 5%. El AJC corroboró estos hallazgos, identificando dos clústeres principales para los cannabinoides y cinco para los terpenos, lo que permitió una clasificación más detallada de las variedades según sus perfiles químicos. Entre los terpenos más comunes se encontraron el β-Myrceno, d-Limoneno y Guaiol, conocidos por sus efectos relajantes, ansiolíticos y antinflamatorios. Los hallazgos de este estudio proporción información que permite clasificar las variedades de cannabis cultivadas y analizadas en Colombia en el año 2022 entre cannabis medicinal y no medicinal, además de que permite identificar los principales perfiles de terpenos de estas mismas variedades. También se destaca la importancia de considerar la variabilidad genética y los factores ambientales en futuros estudios para obtener caracterizaciones más precisas. La documentación meticulosa y la reproducibilidad de los métodos utilizados son cruciales para asegurar la validez y utilidad de los resultados en investigaciones futuras. En resumen, este trabajo de grado ofrece una caracterización detallada de los perfiles de cannabinoides y terpenos en variedades de cannabis cultivadas en Colombia, aportando información valiosa para la industria del cannabis.
Acceso abierto
Evaluación de la viabilidad y proliferación celular de cultivos tridimensionales de células de carcinoma colorrectal para posibles aplicaciones en el tratamiento del cáncer
(Universidad EIA, 2024) Gamero Ferrer, Andrea Carolina; Toro, Lenka
RESUMEN: el cáncer colorrectal (CCR) constituye un importante problema de salud en el mundo. Se espera que a nivel mundial las cifras de CCR alcancen los 3,2 millones en 2040, según la proyección del envejecimiento, el crecimiento de la población y el desarrollo humano. Pese a los avances logrados en la comprensión de su fisiopatología, las nuevas opciones de tratamiento y el manejo convencional de esta enfermedad, la baja precisión de muchos de estos tratamientos, producen la devastación tanto de las células tumorales como de las células sanas próximas al tumor, ocasionando daños y patologías en órganos que inicialmente no se encontraban afectados. La implementación de cultivos celulares en el área de investigación es un recurso con gran auge en la actualidad. Su aplicación para el desarrollo de productos farmacéuticos como los medicamentos es esencial dado que estos requieren de fases de estudio que confirmen su seguridad previa a la comercialización, destacando la fase preclínica en donde se realizan pruebas in vitro. Adicionalmente, los cultivos celulares son primordiales en áreas de la salud como las terapias avanzadas, donde pueden emplearse en tratamientos individualizados y con mejor focalización. Es por ello que los cultivos celulares para ser considerados viables deben contar con condiciones que garanticen un comportamiento lo más similar a las condiciones biológicas, de modo tal que permitan la obtención de resultados cuya información pueda ser considerada representativa de las condiciones fisiológicas, dándole así a los cultivos una gran pertinencia. En este trabajo de investigación, se evaluó la viabilidad celular mediante ensayos de exclusión haciendo uso de azul de tripano, así como, la proliferación celular implementando microscopía electrónica de barrido. Mediante el método de la gota colgante se obtuvieron esferoides de la línea celular Caco-2 con diámetros entre los 50 μm y 150 μm. Los esferoides obtenidos fueron evaluados en distintas condiciones y se estipularon los parámetros que favorecen la medición de la viabilidad y proliferación celular. Para la viabilidad, se utilizaron dos soluciones enzimáticas, tripsina y acutasa. Para la tripsina, se evaluaron concentraciones de 0,15 %, 0,20 % y 0,25 % y se evidenció que las condiciones para garantizar una correcta disgregación de los esferoides fueron mayormente significativas para los días 5 y 6 de cultivo, donde resulto más conveniente implementar una concentración de tripsina/EDTA al 0,20 % por 10 minutos con la finalidad de obtener una mayor disgregación de células y una mayor viabilidad relativa a esta.
Acceso abierto
Modelo de detección temprana de riesgo de ventilación mecánica prolongada en pacientes adultos usando técnicas de machine learning
(2024) Licona Melendez, Jaime José ; Camacho Cogollo, Javier Enrique
RESUMEN: la ventilación mecánica (VM) es una parte crucial del cuidado de los pacientes en la unidad de cuidados intensivos (UCI). Alrededor del 40% de los pacientes en la UCI necesitan asistencia respiratoria con una máquina, y aproximadamente el 25% de ellos pueden requerirla durante un período prolongado. Es esencial encontrar maneras de prevenir las lesiones causadas por el soporte ventilatorio a largo plazo, y las tecnologías de aprendizaje automático están demostrando un gran potencial para asistir a médicos y enfermeras en los hospitales. El uso prolongado de ventilación mecánica puede tener efectos graves en el cuerpo, como debilidad muscular y un mayor riesgo de problemas respiratorios e infecciones pulmonares. Las complicaciones pueden empeorar el pronóstico del paciente, prolongar la dependencia del ventilador e incluso poner en riesgo su vida. Además, la tasa de mortalidad relacionada con la ventilación mecánica a largo plazo varía significativamente entre países, subrayando la necesidad de métodos para predecir y prevenir estos episodios. En este estudio, se desarrollaron y analizaron tres modelos de aprendizaje automático para identificar el riesgo de ventilación mecánica prolongada utilizando la base de datos MIMIC-IV. El modelo combinado de XGBoost y Gradient Boosting demostró el mejor rendimiento con una precisión del 75% y un AUC de 0.79. Esta combinación de modelos logró equilibrar mejor la precisión y el recall, proporcionando una herramienta más robusta para predecir la necesidad de VMP y ayudando a personalizar la atención y optimizar los recursos en la UCI.
Acceso abierto
Protesis ocular funcional
(Universidad EIA, 2024) Illat, Inès; Montoya Goez, Yesid; Torres Villa, Robinson Alberto
RESUMEN: de acuerdo con la OMS, en el mundo existen 2 200 millones personas con discapacidad visual, eso incluye diferentes tipos de deterioro de la visión cercana o lejana (Organización Mundial de la Salud, 2023). Diferentes enfermedades conducen a la pérdida de un ojo, llevando a una discapacidad llamada monoftalmia que incluye también el hecho de no poder ver de un ojo sin necesidad de haberlo perdido. La ceguera se desarrolla cuando el pasaje de la luz del ambiente hacia el fondo del ojo se impide o cuando la propagación del mensaje nervioso hacia el cerebro perturbe la visión. Retirar el ojo es pertinente en algunos casos: un cáncer, un desprendimiento de la retina, una fuente de dolor con lesión evolutiva sin otro tratamiento… Después de esta cirugía, el doctor propondrá una prótesis al paciente y, en la mayoría de los casos, esta es una cáscara inerte que permite una comodidad estética. Las prótesis oculares representen un avance mayor en el ámbito de la medicina y de la tecnología médica. Estos dispositivos, que se están haciendo más y más sofisticados, han permitido a muchas personas recuperar su calidad de vida, su autoestima después la pérdida de un ojo. Las prótesis oculares tienen una larga historia, remontándose al antiguo Egipto, pero han evolucionado de manera espectacular con dispositivos personalizados y estéticos. La evolución se alimentó por los avances en oftalmología, prótesis, fabricación de materiales, investigación en biomedicina y tecnología. Los desafíos vinculados al diseño, a la fabricación y a la adaptación de las prótesis oculares provocan preguntas multidisciplinarias que necesitan una exploración a mayor profundidad. En este trabajo se presentará un estudio de las diferentes posibilidades de la creación de una prótesis del ojo. La particularidad de esta prótesis es que debe ser funcional y, entonces, diferenciarse de otras del mercado. Entonces, al contrario de las prótesis oculares tradicionales, que se limitan a una restauración estética, las prótesis oculares funcionales aspiran a restaurar las capacidades visuales del ojo perdido. Muchos investigadores trabajan sobre la idea de realizar una prótesis de este tipo. Sus trabajos se definen en este estudio para permitir buscar una nueva solución para las personas que perdieron su ojo.
Acceso abierto
Prototipo de producto de apoyo para niños entre los 3 y 5 años con diagnóstico de Espina Bífida
(Universidad EIA, 2024) Valencia Piedrahita, Luisa Fernanda; Muñoz Romero, Manuela
RESUMEN: en Colombia, la discapacidad afecta a un porcentaje significativo de la población. Para el año 2018, se reportaron 3.134.037 personas con discapacidad, lo que representa el 7.1% de la población. En particular, en la primera infancia, es decir, en el grupo de edad entre 0 y 5 años, pueden presentarse diversas causas de discapacidad, siendo una de ellas la espina bífida. Esta es una malformación congénita que, si se manifiesta de manera severa desde una edad temprana, requiere el uso de productos de apoyo. La mayoría de las familias que tienen en su núcleo una persona con discapacidad suelen carecer de los recursos necesarios para adquirir estos productos y acceder a procesos de rehabilitación continúa debido a sus altos costos. Por ello, se plantea el desarrollo de un prototipo asequible de producto de apoyo para mejorar la movilidad de niños de entre 3 y 5 años diagnosticados con espina bífida, utilizando procesos de manufactura con materiales de bajo costo y alta calidad. El desarrollo de este producto se realizó siguiendo la metodología establecida por Ulrich & Eppinger, obteniéndose un producto de apoyo en madera triplay de 6.5 mm que facilita la movilidad de niños entre 3 y 5 años con diagnóstico de espina bífida, logrando una reducción de costos de aproximadamente 75% en comparación con los productos comerciales existentes.
Acceso abierto
Laparoscopic needle holder, adjustable and customizable, built entirely in 3D printing
(Universidad EIA, 2024) Ochoa Duque, Valentina; Mercado Navarro, Fredy Andrés
ABSTRACT: in this project, the development of a minimally viable prototype of a laparoscopic needle holder with 6 degrees of freedom of movement in the forceps is presented. Laparoscopic surgery is performed through two to four small incisions in the pelvic or abdominal area; this is beneficial because of the short recovery times, short hospital stays, and reduced risks during and after surgery, among others. Laparoscopic needle holders are used in these procedures to hold and manipulate needles, allowing freehand suturing of wounds or surgical incisions inside the cavity. However, currently on the market, most of laparoscopic needle holders available are rigid, having only 4 degrees of freedom of movement at the tip of the instrument, as opposed to the 6 degrees of freedom of movement offered by open surgery, which results in muscle fatigue and occupational illnesses in the physician, which can lead to possible errors during procedures. On the other hand, the high prices of these instruments in the market make vulnerable populations unable to access these advantages and procedures. As a result, a minimum viable prototype of a laparoscopic needle holder with 6 degrees of freedom of movement was obtained. The result was a prototype of easy replicability, low cost, comfort, intuitiveness, and functionality, designed with 3D printing mechanisms and manufactured considering the tuning of printing parameters, such as infill density and pattern.
Acceso abierto
Biomimesis de la cola del mono capuchino como mecanisco en el proceso de recuperación del equilibrio
(Universidad EIA, 2024) López Quintero, Maria Alejandra; Rozo Osorio, David
RESUMEN: en este trabajo investigativo se presenta el prototipo a escala de una cola inspirada en la biomimesis de los primates de la familia Cebus y Atelidae. Su relevancia se enfoca en el aporte investigativo de nuevos dispositivos que ayuden a mejorar el proceso de rehabilitación de las personas que, por alguna patología, accidente o edad, hayan perdido su capacidad autónoma para caminar. Principalmente, está dirigido en ayudar a las personas con discapacidad, a mantenerse en equilibrio. La investigación se centra preliminarmente en la revisión del estado del arte de estudios realizados en el mismo campo, posteriormente, se indaga sobre la anatomía, biomecánica y características relevantes de la cola de estas especies. Se desarrolla un diseño mecánico basado en las características estructurales y funcionales de la cola de los monos Capuchinos y Ateles, cuyas anatomías brindan mayor relevancia y mejor adaptabilidad al dispositivo. Adicionalmente, se diseña una articulación conforme flexible a partir de técnicas como el "kerf bending"para con ferir al dispositivo un cierto grado de flexibilidad. El sistema presentado es accionado con cables que permiten ejecutar los movimientos controlados de abducción y aducción, importantes para mantener inalterada la posición del centro de masa de los primates, cuando estos se desplazan por la copa de los árboles. Finalmente, se concluye con los objetivos alcanzados y consideraciones de mejora para el mismo.
Acceso abierto
Dispositivo portable para la estimación del Índice de Coherencia Global en ciclistas aficionados
(Universidad EIA, 2024) Ruiz Villa, Sofia; Torres Villa, Róbinson Alberto
RESUMEN: el ciclismo es un deporte popular en Colombia y constantemente los deportistas buscan mejorar su rendimiento deportivo por medio de la evaluación de diferentes variables. La obtención de la coherencia fisiológica incrementa el rendimiento del pedalista al aumentar su resiliencia, mejorar la toma de decisiones y optimizar el funcionamiento del metabolismo. La coherencia fisiológica se puede medir por medio del Índice de Coherencia Global (ICG) que relaciona la sincronización de las señales de variabilidad cardiaca (HRV), tiempo de tránsito de pulso (PTT) y respiración. A pesar de que la obtención de la coherencia fisiológica proporciona beneficios sustanciales, no existe un dispositivo específico para ciclistas que calcule el ICG en tiempo real. En el trabajo se diseña, implementa y prueba un dispositivo con el que se adquieren las señales de ECG y PPG, para procesarlas y calcular el valor del ICG, finalmente mostrándolas al ciclista por medio de una pantalla de visualización. Para su obtención, se siguió la metodología basada en el libro “Medical device design” de Ogrodnik con algunas características de la metodología de Ulrich y Eppinger, que se divide en dos segmentos, sistema hardware y sistema embebido, generando conceptos integrales que cumplen los requerimientos de funcionamiento durante un entrenamiento de ciclismo. Una vez desarrollado el dispositivo final, se realiza la evaluación en tres secciones. Primero, un estudio comparativo de variables de calibración; segundo, una calificación de criterios de validación y tercero una prueba de concepto comparativa implementada en dos individuos. Para los estudios comparativos se analizaron los valores de frecuencia cardiaca obtenidos por los dispositivos diseñado y estándar, debido a la ausencia de dispositivos comerciales que calculen el ICG. Los resultados obtenidos demuestran que el dispositivo tiene un buen desempeño en circunstancias controladas como la adquisición de las señales de un simulador de paciente, o la adquisición de datos de un ciclista en reposo y en actividad de potencia media. En estos casos consiguiendo un error absoluto bajo, con lo que se puede concluir que el ICG calculado refleja el estado fisiológico del usuario. Para los casos en los que el usuario genera mucho movimiento y frecuencia cardiaca alta, el dispositivo tiene un menor desempeño pues el error es alto respecto al dispositivo estándar, por lo que no es un reflejo del estado fisiológico del ciclista. Se determina que las causas principales del error son el artefacto por movimiento, la interferencia electromagnética y la ubicación de los sensores.
Acceso abierto
Evaluación del efecto de la razón corona-implante en la distribución de esfuerzos en implantes dentales por Método de los Elementos Finitos
(Universidad EIA, 2024) Fernández Barrera, Valentina; Mercado Navarro, Fredy Andrés
RESUMEN: el propósito de este trabajo es determinar los efectos de la razón corona/implante (C/I) en la distribución de los esfuerzos en las estructuras del implante y en el hueso circundante. Para ello, se utilizó un análisis de elementos finitos tridimensional para simular la distribución de esfuerzos bajo cargas estáticas axiales y oblicuas en escenarios de disponibilidad y no disponibilidad ósea. Se evaluaron implantes de longitud variable (10, 6 y 4 mm) con una corona de longitud constante de 8 mm, trabajando con las siguientes razones C/I: 0.8:1, 1.3:1, y 2:1. El hueso se simuló como un material ortótropo para asemejarse a la anisotropía del mismo. Los materiales utilizados para la simulación de la estructura del implante fueron Roxolid y titanio grado IV, que se usan en las estructuras de referencia Straumann. Se lograron desarrollar y simular 12 modelos. Los resultados reflejan que un incremento en la razón C/I no influye en los valores de esfuerzo generados en el implante ni en el hueso circundante bajo cargas verticales y en condiciones de buena disponibilidad ósea, sin embargo, bajo cargas oblicuas, se observó un incremento del esfuerzo con el aumento de la razón C/I. Además, se encontraron resultados que difieren de estudios anteriores, estableciendo que en condiciones de baja disponibilidad ósea y bajo cargas verticales, un incremento en la razón C/I disminuye el esfuerzo en el hueso cortical.
Acceso abierto
Instrumento para la autoevaluación del cumplimiento normativo para la tecnología biomédica e infraestructura en IPS colombianas
(Universidad EIA, 2024) Moreno Chala, Daniela; Miranda Suárez, Aura Jazmín; Camacho Cogollo, Javier Enrique; Camacho Cogollo, Javier Enrique
RESUMEN: el continuo desarrollo de la tecnología médica y el avance en la construcción de instituciones de salud cada vez de mejor calidad ha despertado la necesidad de profundizar en las cualidades necesarias de los espacios e infraestructura hospitalaria y la adecuación de los dispositivos médicos dando lugar a entes de control que regulan y monitorizan estas instituciones. En este caso para Colombia, los entes de control son el Instituto de Vigilancia de Medicamentos y Alimentos (Invima) y el Ministerio de Salud y Protección Social. Las Instituciones Prestadoras de Servicios de Salud (IPS) tienen un departamento de ingeniería clínica que evalúa los dispositivos y la infraestructura, pero se ha evidenciado una brecha en las IPS de nivel I y II que no cumplen con este ideal. Es por esto por lo que se pretende crear una herramienta actualizada para la auditoría del cumplimiento normativo de infraestructura y dotación biomédica, que permita una autoevaluación y la obtención de una retroalimentación preventiva. Esto con el fin de prevenir sanciones, tener más eficacia en los procesos de administración de infraestructura y dispositivos médicos, brindar una herramienta asequible y mejorar la calidad de atención a los usuarios. Realizando primero un estado del arte actualizado de la norma de habilitación para IPS, luego desarrollando un esquema o framework del instrumento, y por último probando su funcionamiento en una IPS dentro del rango de muestra definido: instituciones de baja y mediana complejidad
Acceso abierto
Obtención de partículas de PLA-PEG para la encapsulación de curcumina
(Universidad EIA, 2024) Alzate Ortiz, Carolina; Agudelo Pérez, Natalia Andrea; Echeverri Cuartas, Claudia Elena
RESUMEN: el presente trabajo plantea la obtención de nanopartículas poliméricas de PLA-b-PEG, para la encapsulación de curcumina como potencial tratamiento de cáncer colorrectal en el marco del proyecto “Hidrogel inyectable con nanopartículas como plataforma para la liberación de anticancerígenos”, como respuesta a la necesidad de terapias de cáncer con mayor especificidad y menores efectos secundarios. Para esto, se llevó a cabo la purificación del PLA de grado comercial mediante el método de precipitación, así como la síntesis del copolímero PLA-b-PEG por apertura de anillo de la lactida, seguida de diversas caracterizaciones para confirmar la formación exitosa de este. Posteriormente, se realizó una búsqueda bibliográfica para la selección de un método de preparación de nanopartículas, considerando variables como la eficiencia de encapsulación (> 50 %), el tamaño de partícula (< 200 nm) y el índice de polidispersidad (< 0,3). Asimismo, se llevó a cabo la preparación de las nanopartículas de PLA y PLA-b-PEG mediante el método seleccionado (nanoprecipitación), variando la concentración de polímero, evaluando los efectos de esta sobre el tamaño y el índice de polidispersidad. Por último, se realizó la encapsulación de curcumina, evaluando el efecto de la masa inicial del principio activo sobre las nanopartículas; luego, se llevó a cabo la caracterización de las micelas, en donde se analizó la eficiencia de encapsulación y capacidad de carga de estas, para la verificación de su utilidad como sistemas de transporte y liberación de curcumina. Estos procesos permitieron obtener nanopartículas de PLA y PLA-b-PEG cargadas de curcumina, mediante el método de nanoprecipitación, con tamaño de partícula de 118,133 nm ± 3,592 nm y 107,450 nm ± 21,687 nm, y un índice de polidispersidad 0,177 ± 0,023 y 0,201 ± 0,049 respectivamente, así como eficiencias de encapsulación de 67,7 % ± 16,0 % (PLA) y 72,68 % ± 6,27 % (PLA-b-PEG). Con base a lo anterior, se concluyó que, la nanoprecipitación es un método de preparación de partículas sencillo, económico, con alta reproducibilidad, capaz de producir poblaciones de nanopartículas homogéneas (PDI < 0,3) y tamaños de partícula menores a 200 nm; además de proporcionar la posibilidad de encapsular fármacos hidrofóbicos, como la curcumina. Asimismo, se destaca la posible utilidad de estas nanopartículas, en futuras aplicaciones, en el contexto de terapias para el cáncer.
Acceso abierto
Simulador de toracocentesis
(Universidad EIA, 2024) Bolívar Carriazo, York Fredy; Montoya Góez, Yesid
RESUMEN: La toracocentesis es un procedimiento mínimamente invasivo que los médicos utilizan para diagnosticar y tratar las efusiones pleurales, consiste en la punción puntual de la pared torácica para la retirada del líquido o aire del espacio pleural mediante una aguja o catéter sobre aguja. Esta puede ser evacuatoria o terapéutica. Una incorrecta practica de la toracocentesis puede tener consecuencias graves en el paciente, que van desde dolor loca e infección hasta la muerte. Actualmente existen simuladores para que médicos, estudiantes y especialistas realicen un entrenamiento en este procedimiento, estos, son costosos y brindan una experiencia muy limitada en cuanto a la realidad que transmite al usuario, lo que impide el entrenamiento adecuado para realizar el procedimiento. En este trabajo de grado se propone la construcción de un prototipo de simulador de toracocentesis que brinde una experiencia real al usuario mediante el uso de elementos electromecánicos.
Acceso abierto
Prototipo de simulador para la paracentesis
(Universidad EIA, 2024) Taborda Castro, Manuela; Montoya Góez, Yesid
RESUMEN: la paracentesis, es un procedimiento para extraer la ascitis o acumulación de líquido dentro del espacio que está entre el revestimiento del abdomen y los órganos internos. De no tratarse la ascitis, el paciente puede sufrir distensión abdominal, pirosis, indigestión, dolor en la espalda, y hasta dificultades respiratorias. Dado que la paracentesis es un procedimiento invasivo, requiere un entrenamiento por medio de simuladores que permiten realizar pruebas sin la necesidad de un paciente real, aunque estos dispositivos ya están en el mercado, no se encontró en la literatura que en Colombia se fabriquen o utilicen, además, los prototipos existentes son caros y no se asemejan a la realidad. En esta propuesta de trabajo de grado se busca la construcción de un prototipo de simulador de paracentesis con propósitos pedagógicos y de entrenamiento de estudiantes, médicos y especialistas gastrointestinales. Una vez completada la construcción del prototipo, este trabajo de grado logró desarrollar un simulador que replica de manera fiel las condiciones anatómicas y los procesos que se involucran a la hora de realizar el procedimiento de la paracentesis, mejorando la preparación y seguridad en las personas que realizan este procedimiento médico.
Acceso abierto
Prototipo de simulador para ligadura de trompas
(Universidad EIA, 2024) Adriana Paola Villalobos De León; Montoya Góez, Yesid
RESUMEN: debido a la cantidad de embarazos no deseados o mujeres que no desean tener hijos en Colombia y el mundo, la esterilización femenina por medio de ligadura de trompas es una opción definitiva que responde a las anteriores solicitudes. Sin embargo, existen situaciones en las cuales este procedimiento tiene consecuencias graves, muchas veces fatales, asociadas a una mala práctica por parte de los profesionales que realizan este procedimiento. Por lo anterior, el uso de simuladores en el área de entrenamiento medico está altamente relacionado con el éxito de distintas cirugías de baja, media o alta complejidad. Los simuladores actuales relacionados con la ligadura de trompas en su mayoría no están completamente alineados con el procedimiento real. Esta discrepancia es una de las principales razones por las cuales el procedimiento a menudo no se realiza de manera satisfactoria y sin complicaciones. Por lo tanto, es importante proveer de ayudas técnicas a los médicos especialistas, que permitan adquirir las destrezas necesarias para realizar procedimientos como la ligadura de trompas. En este proyecto se plantea el diseño y construcción de un prototipo de simulador para ligadura de trompas con propósitos pedagógicos, por último, se realizan pruebas de uso, de manera que este pueda ser utilizada como una herramienta pedagógica en facultades de medicina.
Acceso abierto
Diseño Del Bioreceptor de un Inmunosensor Piezoeléctrico para la Detección de un Antígeno Nativo de Mycobacterium Tuberculosis
(Universidad EIA, 2013) Marín Muñoz, Paula Andrea
La tuberculosis (TB) es una de las enfermedades infecciosas más importantes en el mundo y el diagnóstico oportuno sigue siendo un desafío para su control. Como métodos convencionales de diagnósticos para la TB, se han usado el examen directo con coloración de esputo y el cultivo para determinar la presencia de la micobacteria; sin embargo, estos métodos presentan ciertas desventajas que limitan las posibilidades de detección temprana y tratamiento eficaz de la enfermedad. En vista de estas limitaciones, en los últimos años se ha avanzado en el estudio de métodos alternativos de detección basados en inmunoensayos, los cuales faciliten el diagnóstico temprano y favorezcan el tratamiento eficaz de casos activos, disminuyendo las tasas de morbimortalidad asociadas con esta enfermedad. Sin embargo, estos métodos de diagnóstico enfrentan retos importantes en cuanto a sensibilidad y especificidad, haciendo necesario el desarrollo de técnicas para el aislamiento de componentes propios del patógeno, como el antígeno de secreción 38kDa, que posiblemente sean buenos marcadores biológicos para la detección de la tuberculosis. Estos biomarcadores purificados, al ser empleados en las técnicas de detección inmunológicas, bien sea implementados en ensayos tipo ELISA o en inmunosensores, podrían incrementar los niveles de sensibilidad y especificidad del ensayo y además podrían ser utilizados en el monitoreo de la eficacia del tratamiento. En el presente trabajo, se presentan las etapas de diseño de un bioreceptor para la detección del antígeno 38kDa nativo de la cepa autóctona circulante en la región antioqueña de Mycobacterium tuberculosis (Mtb) LAM09 que incluye, la purificación del antígeno de secreción, la biofuncionalización de cristales piezoeléctricos con el antígeno proteico y la caracterización topográfica mediante microscopía de fuerza atómica (AFM) de las superficies biofuncionalizadas. Con la metodología mencionada se obtuvieron cristales piezoeléctricos funcionalizados con antígeno de secreción enriquecido en Ag38kDa nativo purificado de filtrados de cultivo de Mtb LAM09 empleado la técnica de cromatografía de afinidad y con proteínas de secreción filtradas de cultivo CFP. Los cristales fueron biofuncionalizados mediante la técnica de monocapas autoensambladas (SAM) modificada y las superficies inmovilizadas caracterizadas cualitativamente con AFM. Estos cristales inmovilizados podrían ser acoplados a un sistema de caracterización de señales de un sensor piezoeléctrico para la detección del antígeno 38kDa nativo de Mtb autóctona.