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Andamios para cultivo de células productoras de insulina.

Sánchez Cardona, Yesenia (Universidad EIAMaestría en Ingeniería BiomédicaEscuela de Ciencias de la VidaEnvigado, Antioquia, 2021)

La diabetes se ha convertido en un problema a nivel mundial, no solo por su mortalidad, incidencia y prevalencia. sino por las complicaciones de salud, que recaen sobre las personas que la padecen, afectando su calidad ...
Dispositivo de viscoelasticidad variable para la simulación de la biomecánica respiratoria

Gómez Schrader, Nicolás (Universidad EIAMaestría en Ingeniería BiomédicaEscuela de Ciencias de la VidaEnvigado, Antioquia, 2021)

Actualmente se conoce como viscoelasticidad o elasticidad imperfecta, aquella característica que tienen algunos materiales al resistir diferentes situaciones de esfuerzo. A pesar de que, en su mayoría de materiales de ...
Dispositivo vestible inteligente para la generación de alertas tempranas de eventos cardiovasculares de riesgo

Patiño Zambrano, Cristhian Felipe (Universidad EIAMaestría en Ingeniería BiomédicaEscuela de Ciencias de la VidaEnvigado (Antioquia, Colombia), 2022)

RESUMEN: Los sistemas basados en sensores corporales de bajo costo y dispositivos vestibles en los últimos años han abierto nuevos campos de investigación en el área de la atención en salud inteligente y portátil, ...
Herramienta tecnológica para la práctica de Boccia

Muñoz Romero, Manuela (Universidad EIAMaestría en Ingeniería BiomédicaEscuela de Ciencias de la VidaEnvigado (Antioquia, Colombia), 2022)

RESUMEN: Boccia es un deporte paralímpico practicado por personas con parálisis cerebral o distrofias musculares severas, es practicado a nivel internacional y requiere un alto grado de precisión y estrategia contando con ...
Simulador físico de la biomecánica respiratoria

Jiménez Posada, León Darío; López Isaza, Sergio (Universidad EIAMaestría en Ingeniería BiomédicaEscuela de Ciencias de la VidaEnvigado (Antioquia, Colombia), 2018)

RESUMEN: El modelado y a simulación del sistema respiratorio ha sido un problema de interés para los clínicos e ingenieros, debido a la necesidad existente de entender a profundidad su biomecánica. En la actualidad hay ...

Envíos recientes

Andamios para cultivo de células productoras de insulina.
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Londoño López, Martha Elena | 2021

La diabetes se ha convertido en un problema a nivel mundial, no solo por su mortalidad, incidencia y prevalencia. sino por las complicaciones de salud, que recaen sobre las personas que la padecen, afectando su calidad de vida, empeorando su condición y aumentando los riesgos de discapacidad. Actualmente existen 463 millones de diabéticos adultos en el mundo y 1,1 millones de niños y adolescentes menores de 20 años. Se espera que la cifra de adultos diabéticos aumente a 700 millones para 2045 (International Diabetes Federation (FID), 2019). Se han identificado varios tipos de diabetes, siendo las más comunes y prevalentes la diabetes mellitus tipo 1 y tipo 2. En estas se ven afectadas las células β disminuyendo la masa celular en un 70-100 % en la primera y de un 10-64 % en la segunda. En la actualidad se han utilizado varios materiales de origen naturales o sintéticos para elaboración de andamios con el fin de aumentar la replicación de estas células preexistentes o mejorar su función in vivo e in vitro (Saik-kia K. Goh et al., 2013). Sin embargo, la mayoría de estos andamios no imitan la complejidad de la composición y estructura de la MEC pancreática, no favorecen las adhesiones focales y las interacciones célula-célula o célula -material. Por lo cual aún sigue siendo un problema complejo mantener estas células en cultivo debido a sus complejos mecanismos de regulación, su dependencia de oxígeno, la arquitectura de su entorno nativo, el trasporte de nutrientes y la baja tasa de proliferación in vivo e in vitro (Cheng et al., 2011). Se prepararon andamios en diferentes proporciones en peso de quitosano (Q), gelatina (Ge) y alcohol polivinílico (PVA) mediante ciclos de congelación-descongelación y liofilización, para su uso en el cultivo de células β. Una vez obtenida los andamios se implementaron técnicas de caracterización como FTIR, SEM, porosidad, degradación y velocidad de hinchamiento. La resistencia a la compresión de los andamios de mezclas ternarias (Q/Ge/PVA) mejoró en comparación con los andamios de mezcla binaria (Ge / PVA); se observó un aumento en el módulo de Young y en la resistencia a la compresión con el aumento de la proporción en peso de la gelatina. La resistencia a la compresión más alta alcanzó los 101,6 Pa. Todas las muestras tuvieron una buena estructura de red tridimensional. El porcentaje de porosidad de las mezclas ternarias fue superior al 80 %, mientras que en los controles la porosidad varió entre 55,6 ± 9,6 – 90,6 ± 1,5 %. Las microestructuras están interconectadas con micro y macroporos que se distribuyen uniformemente en la superficie y la distribución del tamaño de diámetros de poros en las mezclas ternarias fue (0,6 - 265 μm) y en los controles (0,8 -248 μm). Se presentaron diferencias significativas (p<0,05) en las mezclas ternarias comparadas con los controles en cuanto a la distribución de diámetros de poros. Los andamios de mezclas ternarias presentaron tasas controlables de pérdida de masa en comparación con los andamios de mezclas binarias. La capacidad de hinchamiento de las muestras aumentó con el aumento de la proporción en peso de quitosano. Los andamios de quitosano, gelatina, PVA mostraron una leve citotoxicidad para las células BRIN-BD11. Por lo tanto, estos andamios muestran un potencial prometedor para mejorar la viabilidad de las células β in vitro

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Dispositivo de viscoelasticidad variable para la simulación de la biomecánica respiratoria
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Montoya Goéz, Yesid | 2021

Actualmente se conoce como viscoelasticidad o elasticidad imperfecta, aquella característica que tienen algunos materiales al resistir diferentes situaciones de esfuerzo. A pesar de que, en su mayoría de materiales de diseño, muestran tener un comportamiento lineal, estos materiales muestran no tener respuestas lineales respecto a una señal de la carga o la deformación que se aplique. Esta característica ha tomado mucho interés desde diversas disciplinas de investigación como lo es entender los tejidos biológicos. Un principal aspecto al estudiar el aparato respiratorio es su distensibilidad, esta característica se encarga de caracterizar y diagnosticar parte del funcionamiento pulmonar. En la actualidad comúnmente las patologías que se relacionan con la resistencia de tejidos, se diagnostican utilizando únicamente la distensibilidad pulmonar como herramienta de comprensión, a pesar de conocer la importancia de mantener los comportamientos que tienen estos tejidos. Por otra parte, en la actualidad existen diversas herramientas para evaluar el aparato respiratorio (Jiménez & López, 2018). Sin embargo, muchas de estas herramientas son aproximaciones centradas en evaluar la mecánica del pulmón, las fuerzas hísticas en el aparato respiratorio y su comportamiento viscoelástico (Gattinoni et al., 2016; Jiménez & López, 2018; Suki et al., 1994). No obstante, el estudio de sus propiedades elásticas y viscosas por separado ha sido escaso (Navajas et al., 1995). Estas últimas, son objeto de estudio, ya que son un componente principal de la matriz extracelular que permiten al pulmón tener características únicas que incluyen patrones de fluencia y de relajación (Birzle & Wall, 2019). Adicionalmente, el comportamiento viscoelástico del pulmón se ve afectado por diversas patologías. Como, por ejemplo, el enfisema pulmonar y el asma los cuales tienen un efecto negativo en la histéresis del pulmón (Navajas et al., 1995). Por lo que, evaluar las propiedades elásticas y viscosas del pulmón tendría un impacto positivo en los profesionales del área adquiriendo mayor conocimiento de ese fenómeno y permitiendo así menor sesgo en el tratamiento en pacientes con complicaciones asociadas (Kononov et al., 2001; Protti & Votta, 2018). Teniendo en cuenta todo lo anterior, se diseñó y fabricó un prototipo de un dispositivo mecánico capaz de simular y caracterizar eventos viscoelásticos, para su uso en un simulador de la mecánica respiratoria. Este prototipo aporta la posibilidad de simular las propiedades viscoelásticas del pulmón, reproducir curvas de relajación al ser sometido en pruebas de ventilación mecánica y reporta curvas de presión contra tiempo; todo esto de manera rápida y sin tener que dañar el prototipo ni utilizar experimentación in vivo. Por otra parte, este prototipo podría mejorar el entendimiento de este fenómeno sirviendo como una aproximación experimental de los comportamientos viscoelásticos. Finalmente, se evaluó un modelo para interpretar las curvas de presión contra tiempo obtenidas del prototipo y las variables obtenidas del modelo se compararon con las reportadas en literatura, teniendo en consideración como las pruebas de contraste de Kolmogórov-Smirnov. Por lo tanto, el prototipo y el modelo muestran un prometedor potencial para evaluar el comportamiento viscoelástico del pulmón.

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Dispositivo vestible inteligente para la generación de alertas tempranas de eventos cardiovasculares de riesgo
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Torres Villa, Róbinson Alberto | 2022

RESUMEN: Los sistemas basados en sensores corporales de bajo costo y dispositivos vestibles en los últimos años han abierto nuevos campos de investigación en el área de la atención en salud inteligente y portátil, considerándolas tecnologías que pueden solventar la falta de herramientas guiadas a una monitorización, detección temprana y seguimiento remoto de enfermedades cardiovasculares (ECV). Las ECV son la principal causa de muerte en todo el mundo, por esta razón, existe una creciente demanda de sistemas asequibles y confiables para detectar a tiempo estas enfermedades, que pueden implicar complicaciones graves de salud o incluso la muerte. Este trabajo presenta el diseño de un dispositivo portátil eficaz para generar alertas tempranas ante la detección de eventos cardiovasculares de riesgos utilizando un sistema programable de bajo consumo, la medida de variabilidad de la frecuencia cardiaca (HRV) junto con los índices temporales calculados en periodos de ultracorto plazo y modelos de clasificación basados en aprendizaje automático, entrenados en el ordenador a partir de 11 características extraídas de señales disponibles en Physionet. El entrenamiento consta de 80% del total de datos y la prueba del 20% restante. Se implementa un sistema de alertas tempranas para monitorear la señal de electrocardiografía del usuario, por esta razón, la evaluación de precisión del dispositivo final se lleva a cabo por medio de un simulador de pacientes Fluke MPS450 que emula las condiciones normales de la señal a diferentes frecuencias cardiacas y 36 tipos de enfermedades cardiovasculares entre las que se encuentran 9 tipos de arritmias supraventriculares, 9 tipos de arritmias prematuras, 13 tipos de arritmias ventriculares y 5 tipos de trastornos de conducción cardiaca. Cuatro algoritmos de clasificación implementados en el dispositivo discriminan una condición sana de un evento cardiovascular de riesgo con una precisión de 92.5% para el modelo de DecisionTree, 89.5% para el modelo GaussianNB, 98.6% para el SVM y 92.5% para RandomForest. Lo que implica la viabilidad y aplicabilidad de algoritmos inteligentes en dispositivos de baja capacidad para generar alertas tempranas ante una enfermedad cardiovascular.

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Herramienta tecnológica para la práctica de Boccia
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Sánchez Ocampo, María Manuela | 2022

RESUMEN: Boccia es un deporte paralímpico practicado por personas con parálisis cerebral o distrofias musculares severas, es practicado a nivel internacional y requiere un alto grado de precisión y estrategia contando con la necesidad de un entrenamiento constante. Debido a diversos problemas demográficos y económicos, es común que los deportistas no puedan asistir a las prácticas de Boccia con la frecuencia necesaria. De esta manera, se desarrolló una herramienta en realidad virtual que permita la práctica del deporte de Boccia, desde casa sin la necesidad de un gran escenario deportivo basada en el análisis biomecánico de 4 deportistas de Boccia. Para esto, se realizó un análisis biomecánico del gesto deportivo de Boccia, y se definieron los requerimientos esenciales para la implementación de la herramienta. Posteriormente, se realizó el diseño del espacio tridimensional, la implementación de las características del deporte, teniendo en cuenta los requerimientos definidos y se realizó la integración de la interfaz de realidad virtual Meta Quest 2, con la cual se puede interactuar con la herramienta. Por último, se realizaron los análisis biomecánicos utilizando la herramienta y sin esta para verificar la similitud entre el ambiente real y la herramienta de realidad virtual. La herramienta desarrollada permite que los deportistas de Boccia, puedan practicar el deporte desde sus hogares, fortaleciendo sus habilidades de estrategia, precisión, fuerza y coordinación de manera similar a la realidad. Por lo tanto, se eliminan las limitaciones para la práctica del deporte en casos como, impedimentos para el desplazamiento al sitio de práctica, mal clima o si no cuentan con un espacio adecuado para la práctica de éste en sus casas, todo esto, bajo una experiencia inmersiva interactiva que además, los va a motivar a continuar con la práctica constante del deporte.

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Simulador físico de la biomecánica respiratoria
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Jiménez Posada, León Darío | 2018

RESUMEN: El modelado y a simulación del sistema respiratorio ha sido un problema de interés para los clínicos e ingenieros, debido a la necesidad existente de entender a profundidad su biomecánica. En la actualidad hay diversidad de simuladores disponibles, tanto virtuales como físicos, sin embargo, aún existe una brecha entre la aproximación de simulación y el comportamiento verdadero de la mecánica ventilatoria en el proceso respiratorio. Los simuladores comerciales desprecian la importancia de considerar más de dos cavidades, la influencia de la mecánica del tórax y el hecho de tener varios puntos de medición, lo que implica mayor simplicidad en los modelos. Para atacar esta dificultad, este trabajo propone la realización de un simulador de mecánica respiratoria con cuatro unidades alveolares, con la inclusión del efecto de un diafragma, variación de resistencia en la inspiración y la espiración, la inclusión de fuerzas visco elásticas y la resistencia de tejidos. Además, incluye múltiples puntos de medición y un control para la respiración espontánea. Un simulador físico fue desarrollado el cual incluye nuevas características. La vía aérea tiene varias generaciones, tiene 4 unidades alveolares con la posibilidad de simular la fricción entre tejidos, los efectos elásticos, el volumen residual y las fuerzas visco elásticas. Además, puede generar una presión negativa con un sistema de 4 pistones acoplados a un motor BLDC el cual es controlado desde una interfaz gráfica desde un computador. Además, la vía aérea incluye 7 sensores de presión y flujo, y la caja torácica otros dos sensores para la medición de la presión intrapleural. Se realizaron 3 evaluaciones principales: Funcionalidad, integridad y precisión. En la evaluación de funcionalidad realizada por los investigadores, se calificó en una escala de 0.0 a 5.0 y se obtuvo promedio de 4.58. Una calificación de 4.78 (0.0 - 5.0) para la integridad que fue obtenida por medio de encuestas a expertos que incluía aspectos de diseño, funcionalidad, percepción y usabilidad. La tercera prueba consistió en la comparación de las variables de presión (P), flujo (F) y volumen (V) medidas a la entrada de gases en el simulador el cual estaba conectado a ventilador Hamilton® AMADEUS y su sistema de adquisición de datos (Datalogger). Los resultados adquiridos por este software (𝑃�𝑉�,𝐹�𝑉�,𝑉�𝑉�) fueron correlacionados con los obtenidos con el sistema de instrumentación desarrollado (𝑃�𝐼�,𝐹�𝐼�,𝑉�𝐼�). Los hallazgos revelan un 0.94 de coeficiente de correlación entra las presiones, un 0.75 para los flujos y un 0.19 para los volúmenes. Este proyecto presenta la importancia de considerar el sistema respiratorio más allá de sus dos características principales: la resistencia y la distensibilidad. El simulador desarrollado hace una aproximación más amplia a la biomecánica respiratoria, basado en una revisión extensa del estado del arte permitiendo el estrechamiento de brechas y el desarrollo de un simulador más completo y complejo, el cual considera la mayoría de las características fisiológicas de la biomecánica respiratoria, como una herramienta de uso potencial en educación, investigación y desarrollo de nuevas tecnologías.

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Biblioteca Universidad EIA

Sede de Las Palmas: Km 2 + 200 Vía al Aeropuerto José María Córdova Envigado, Colombia. Código Postal: 055428
Tel: (+57) 4 354 40 00 , ext. 248
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