Ingeniería Biomédica

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“CGMED” Diseño y construcción de un sistema electrónico para determinar la posición del centro de gravedad en bipedestación

Torres Velásquez, Andrés | 2009

La estabilometría comprende una serie de exámenes mediante los cuales se conoce la ubicación o proyección del centro de gravedad (cg) de un paciente en posición de bipedestación. Es una técnica ampliamente usada por los médicos ortopedistas, fisioterapeutas, fisiatras, deportólogos, especialistas en salud ocupacional, técnicos protesistas y otros profesionales en el área de la salud, ya que sirve para diagnosticar patologías del sistema osteomuscular y para establecer rutinas de rehabilitación acordes con cada paciente. [1] En este proyecto se presenta el diseño de una plataforma con 4 sensores (celdas de carga) y una estructura metálica en acero SAE 1010, diseñada para soportar grandes esfuerzos y deformaciones. La adquisición y acondicionamiento de las señales comienza con una etapa de amplificación y filtrado. posteriormente, gracias a la tarjeta ni daqpad-6016 (national instruments), se llevan los datos a una interfaz grafica en LabView, donde se realiza un acondicionamiento digital y mediante procesamiento, se calculan variables importantes como: la distancia recorrida por el cg [cm], la media de los valores almacenados (( X) ̅ ,Y ̅ ), el área de la superficie que envuelve a la mayoría de datos [cm2] (rms - root mean square o raíz cuadrática media), y el coeficiente de Romberg (relación entre rms-área con ojos cerrados y rms-área con ojos abiertos). Este dispositivo será validado gracias a la existencia de resultados satisfactorios en el diseño, la modelación, la construcción y las pruebas de estabilometría realizadas

Células madre a partir del sangrado menstrual humano

Londoño Peláez, Carolina | 2009

El endometrio humano es un tejido que presenta alta regeneración durante la vida reproductiva de la mujer. La capa sometida a la regeneración mensual se descama, por tanto, se ha propuesto que el endometrio humano posee una población de células madre adultas. Debido a esto, se evaluó la presencia de células con características de células madre, en el sangrado menstrual humano y además de su potencial como células madre. Para cumplir tal objetivo, células mononucleares recolectadas del fluido menstrual de varias donantes fueron separadas y cultivadas in vitro, se analizó su morfología, su adherencia y proliferación en platos de cultivo. Se encontró que estas células se adhieren fácilmente al plato de cultivo, tienen una tasa de proliferación significativamente alta y una morfología fibroblastoide, consecuente con lo reportado en la literatura. Adicionalmente, se confirmó la euploidia de las células obtenidas mediante evaluación citogenética. Finalmente, se demostró que las células obtenidas en la menstruación humana en este estudio, tienen la capacidad de diferenciarse hacia el linaje adipogénico. Lo anterior sugiere que las células obtenidas son células madre.

Obtención y crio preservación de células madre a partir de cordón umbilical

Pineda Molina, Catalina | 2009

El cuerpo alberga diferentes tipos de células madre (stem cells, SCs) que son capaces de regenerar diversos tipos celulares especializados. En particular, las células madre mesenquimales (mesenchymal stem cells, MSCs), tienen la habilidad de diferenciarse en varios tejidos mesenquimales, como el osteogénico, el adipogénico, el condrogénico, el miogénico y el cardiomiogénico. El cordón umbilical humano y la sangre de cordón umbilical –considerados desechos quirúrgicos después del parto-, son actualmente atractivos por ser una rica fuente de MSCs, de fácil obtención y que no presenta ningún reparo ético. Es así como han surgido bancos de criopreservación de este tipo de células, para ofrecer a los donantes una fuente de células viables para tratamientos de futuras enfermedades. Hoy en día, el interés se ha centrado en la generación de bancos públicos de células madre a partir de cordones umbilicales (human umbilical cord stem cells, HUCSCs) o de su sangre (human umbilical cord blood stem cells, HUCBSCs), en los cuales las células criopreservadas por un donante pueden ser utilizadas en el futuro por cualquier receptor que las requiera, no necesariamente miembro de la familia. Con el propósito de evaluar la factibilidad de crear un banco de este tipo de células en la ciudad de Medellín, en el presente estudio se buscó obtener HUCSCs y HUCBSCs, cultivarlas y criopreservarlas, para determinar la viabilidad de las células y su posible posterior uso en el tratamiento de algunas enfermedades. El proyecto fue desarrollado a partir del convenio Escuela de Ingeniería de Antioquia (EIA) - Universidad CES - Hospital General de Medellín Luz Castro de Gutiérrez (HGM). Las muestras fueron procesadas en el Laboratorio de Cultivo Tisular CES-EIA. Para la obtención, se utilizaron diferentes técnicas como: la digestión enzimática del tejido con colagenasa tipo II, cultivo de sangre completa y, separación y aislamiento de células mononucleares mediante la centrifugación por gradiente de densidad, utilizando medio de separación de linfocitos (lymphocyte separation medium, LSM). Para la criopreservación, se utilizó dimetilsulfóxido (dimethylsulfoxide, DMSO), y para la evaluación de la viabilidad, azul de tripano. Los resultados obtenidos, indican que es posible criopreservar a corto plazo HUCSCs, aunque en el proceso se presente una notable pérdida luego de que estas células son descongeladas, afectando la proliferación al cultivarlas nuevamente

Caracterización de propiedades mecánicas de matrices tridimensionales de alginato de sodio con encapsulación de condrocitos

Montoya Góez, Yesid de Jesús | 2009

El cartílago articular hialino posee una capacidad limitada de regeneración, y las técnicas de reparación existentes no proveen, de manera eficiente, todas las características originales de este tejido. Las esferas de alginato de sodio, funcionan como una encapsulación temporal, que permite que los condrocitos formen matriz, y puedan ser implantados con una densidad celular similar a la encontrada en un cartílago real. Con este proyecto se caracterizaron las propiedades mecánicas de matrices tridimensionales de alginato de sodio con encapsulación de condrocitos, para la evaluación como sustituto-generador de matriz cartilaginosa, obteniendo la caracterización mecánica de la esfera como material, con un modulo de Young alrededor de 3,4557 Mpa, el módulo de Poisson de 0,301 y un punto de rotura entre 0,002665 y 0,003762 MPa; lo que podría sugerir, con futuros estudios ,que las esferas de alginato con condrocitos embebidos funcionen como un material portador de matriz cartilaginosa.

Diseño y construcción de un prototipo de un Sistema de infusión de insulina

Torres Villa, Róbinson Alberto | 2003

Un cuarto de siglo después de su introducción, los sistemas de infusión continua subcutánea de insulina, más comúnmente conocidos como "bombas de insulina", han surgido como una forma de terapia segura y muy efectiva para el manejo de individuos diabéticos insulino-dependientes. En comparación con las terapias insulínicas convencionales, las bombas de insulina brindan a los pacientes que han optado por esta opción una mayor flexibilidad en su vida diaria, particularmente en sus comidas, viajes y rutinas de ejercicio. Debido a que la incidencia de pacientes diabéticos insulino-dependientes en Colombia es cada vez mayor, se optó por diseñar y construir un prototipo de una bomba de infusión de insulina. Adicionalmente, se realizó un diagnóstico del mercado potencial para una bomba de insulina en Medellín encontrando una gran aceptación en este tipo de terapia. El prototipo diseñado está conformado por un sistema electromecánico encargado del movimiento de un émbolo conectado a un pequeño cartucho lleno de insulina de rápida acción. A su vez, este movimiento es controlado por un circuito electrónico basado en microprocesadores. La bomba realiza la aplicación de insulina por medio de un catéter plástico unido a una aguja que es insertada bajo la piel y asegurada con esparadrapo. Durante el presente estudio también se realizó un manual para usuarios. En dicho manual se explica de forma clara y sencilla el modo de funcionamiento del prototipo diseñado, se ilustran los pasos necesarios para su operación y se indican las precauciones que se deben tomar para evitar fallos en el sistema.

Bipedestador para personas en situación de discapacidad

Torres Velásquez, Andrés | 2011

Existen diversos factores causantes de trastornos cerebrales, malformaciones y/o deficiencias neuromotoras presentes en las personas conocidas hoy en día, como personas en situación de discapacidad, como su nombre lo indica, están limitadas o incapacitadas a realizar algún tipo de actividad, esfuerzo o moverse. En la mayoría de los casos, estás personas ya sean por el padecimiento de un trastorno severo como la parálisis cerebral, lesión medular u otras, requieren de mecanismos o soportes de apoyo llamados también como ayudas técnicas para alivianar, rehabilitar o recibir el suficiente apoyo para estabilizar su cuerpo y poder moverse, y en los casos más extremos, incluirlos en su diario vivir para poder salvo llevar su discapacidad. Un sistema que permita el intercambio gradual de posicionamiento tanto bípedo como sedente, es ideal para los niños y/o jóvenes quienes se encuentran en etapa de crecimiento y desarrollo, proporcionándole muchos beneficios tanto físicos como mentales, adaptabilidad en la extensión y flexión de sus articulaciones y una buena postura. Por lo tanto, debido a la ausencia de bipedestadores u otros mecanismos para personas en situación de discapacidad propios de Colombia y basada las estadísticas donde se vio que lo existente en otros países tiene costos muy elevado, se vio la necesidad de diseñar un prototipo que permita al usuario ponerse de pie cuando este lo requiera y de igual manera sentarse, el cual no sólo le ayudara a suplir sus necesidades, sino también será diseñado basado en el entorno que se mueve, sus medidas antropométricas permitiendo que sea ajustable al tamaño de su cuerpo a medida que va creciendo. Las solicitaciones son calculadas a partir de los estándares y metodología de diseño y el análisis de resistencia y estabilidad es calculado por medio de análisis de elementos finitos FEA. Los materiales utilizados son acero, acrílico y poliuretano de baja densidad

Automated detection and quantification of calcifications in the ascending and descending Aorta In Non-Contrast Cardiac CT Images

Kakadiaris, Ioannis A. | 2008

Un método automatizado para la robusta identificación y cuantificación de depósitos extra-coronarios de calcio localizados en la aorta torácica, es presentado en este trabajo. Este procedimiento se basa en una novedosa técnica para la localización y segmentación de la aorta ascendente y descendente en imágenes tomográficas sin contraste, usando principios de programación dinámica. El problema de localización de la aorta se formula como la búsqueda de una combinación óptima de puntos en el espacio obtenido por la transformada Hough en cada imagen del estudio, y se soluciona usando conceptos de programación dinámica. El problema de identificar el contorno de la aorta se redefine como la búsqueda de una trayectoria horizontal óptima -usando nuevamente programación dinámica- en el espacio polar obtenido por medio de la apropiada transformación del espacio coordinado original. Los depósitos del calcio dentro del contorno aórtico obtenido son identificados utilizando un valor umbral y etiquetación de objetos. Los resultados finales de este método se encontraron certeros al comparárseles con anotaciones realizadas manualmente del borde de la aorta y de sus respectivas calcificaciones. Los resultados obtenidos en las etapas de localización y segmentación fueron evaluados en términos de la distancia entre centros, distancia entre contornos y superposición de volúmenes; mientras que la precisión de la etapa de detección del calcio fue determinada en términos de la puntuación de Agatston, el volumen de las calcificaciones y el número de lesiones.

Adaptaciones para el sistema de CPAP Nasal Benveniste

Pineda, Fabio León | 2010

En este trabajo se muestran las modificaciones realizadas al actual CPAP de flujo variable de válvula Benveniste que está siendo utilizado en varias clínicas de la ciudad de Medellín. En la primera modificación se le realizaron mejoras a la seguridad del paciente en el momento de ser aplicada la terapia, por medio del diseño y construcción de un monitor de presión, el cual se encarga de alarmar al personal de salud, si hay cambios en la presión del flujo de aire a la salida de la válvula Benveniste en un rango de + 1 cm de agua. Antes de hacer esta modificación, para asegurarse que la presión estuviera en el nivel deseado, era necesario desconectar al paciente de la terapia e introducir la manguera que lleva el flujo de aire-oxígeno en un recipiente con agua, donde se miraba el valor de la presión en centímetros de agua. También se modificó la vía de administración del flujo de aire-oxígeno al paciente durante el tiempo que se encuentre en terapia; el dispositivo existente solo contiene un prong nasal, que en realidad es una parte de un tubo endotraqueal; se realizó el diseño e implementación de prongs binasales al dispositivo.

Accesibilidad integral en cines, teatros y aulas múltiples.

Marín Pareja, Sirley Yamile | 2010

Actualmente nadie es ajeno a la situación social, cultural y política por la que atraviesa Colombia, para ninguna persona es un secreto que el índice de personas en situación de discapacidad sea física o sensorial aumenta todos los días a una velocidad mayor que la que se quisiera, de igual manera se incrementan las personas vulnerables como niños, mujeres embarazadas y la población de la tercera edad. Con base en esto nos podemos preguntar qué tan adecuada es la infraestructura de la ciudad en términos de accesibilidad y hasta qué punto las personas en situación de discapacidad o desventaja pueden llevar a cabo sus actividades diarias de manera independiente; además de estas actividades diarias conocidas como de supervivencia el ser humano necesita crear otro tipo de interacciones y de momentos llamados de ocio, con estos últimos se tienen los dos factores que crean el conjunto perfecto para un adecuado crecimiento personal. A continuación durante el desarrollo de este proyecto se conocerán todos los requisitos que deben cumplir un cine, teatro o aula múltiple como lugar de esparcimiento para ser accesible a personas en situación de discapacidad.

Accesibilidad integral en centros administrativos municipales

Marín Pareja, Sirley Yamile | 2009

El siguiente trabajo presenta un análisis de accesibilidad integral a centros administrativos municipales. Para el desarrollo de este trabajo se construyó un protocolo de accesibilidad basado en leyes y manuales locales e internacionales en el tema de accesibilidad; el protocolo creado fue aplicado a las alcaldías de Bello, Copacabana y Medellín. Se hizo un análisis de la situación general encontrada en los centros administrativos visitados y se realizaron sugerencias generales para la construcción de un centro administrativo con el concepto de diseño para todos y sugerencias particulares a cada alcaldía para acercarlas a la inclusión efectiva en sus servicios de las personas con capacidades diferentes.

Evaluación del efecto matriz sobre un inmunosensor basado en Carbon Dots para la detección de una molécula modelo

Jaramillo Grajales, Marisol | 2022

RESUMEN: Los biosensores son dispositivos capaces de detectar uno analito de interés en muestras complejas. Estos presentas características que lo hace un excelente método de diagnóstico, ya que es capaz de dar una repuesta en tiempo real. En el proceso de desarrollo de los biosensores es ideal probarlos en matrices biológicas en su fase de validación, con la finalidad de verificar su funcionamiento, porque este podría presentar problemas cuando interaccione con la matriz biológica, ya que la señal transmitida por el biosensor al momento de reconocer el analito de interés es afectada por las moléculas, iones, sustancias endógenas y exógenas de la matriz, a este evento se le denomina efecto matriz y modifica la respuesta en tiempo real del biosensor. Este trabajo se comprobó el efecto matriz que se presenta cuando inmunosensor óptico basado en carbon dots interacciona con la matriz de esputo simulada y su repuesta se comparó con los datos obtenidos en condiciones controladas, Se obtuvo que, a mayores concentraciones de esputo el inmunosensor óptico disminuía su intensidad de fluorescencia.

Encapsulación del ácido fólico en matriz de alginato de sodio/alcohol polivinílico para su posible integración en productos nutracéuticos

González Pérez, Juliana | 2022

RESUMEN: El interés por la adición de compuestos bioactivos a los productos alimenticios ha aumentado en las últimas décadas, en donde el ácido fólico es uno de los compuestos que más se ha estudiado para esta aplicación. El ácido fólico (AF) es una de las vitaminas más importantes en el cuerpo humano, debido a que juega un papel fundamental en la síntesis normal del ADN, aminoácidos y de nucleoproteínas. Sin embargo, se sabe que cinco factores, tales como los rayos ultravioleta tipo A y B (UVA/UVB), temperaturas superiores a 180 °C, el oxígeno, el pH y su concentración (respecto a exposiciones de radiación), propician su degradación, por lo que es necesario protegerlo por medio de una encapsulación que le permita llegar al sitio de acción para cumplir su función. El alginato de sodio (ALG) es un biopolímero que presenta gran biocompatibilidad; sin embargo, por sí solo presenta propiedades mecánicas débiles que pueden representar una deficiencia en la integración de productos nutracéuticos. Por esta razón, usualmente, se combina con otros polímeros, tales como el alcohol polivinílico (PVA), que ofrecen una mejoría a sus propiedades mecánicas. En esta investigación se encapsuló el ácido fólico en una matriz polimérica de alginato sódico y alcohol polivinílico, que se utilizan comúnmente en nutracéuticos, con el fin de proteger el principio bioactivo de su degradación por los factores físicos mencionado anteriormente. Se usó un método de gelificación iónica y extrusión para la formación de microesferas, en el cual el cloruro de calcio actuó como agente entrecruzante. Las microesferas fueron caracterizadas a nivel morfológico mediante la toma de imágenes en un estereoscopio y microscopia electrónica de barrido (SEM), y a nivel estructural a través de espectroscopia de rayos X por dispersión de energía (EDS) y espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier con reflectancia total atenuada (ATR-FTIR). Se elaboró un protocolo para la obtención de microesferas de ALG/PVA, en donde se logró un diámetro promedio de 1,37 mm. Se encapsuló una concentración inicial de 0,5 mg/mL de ácido fólico en la matriz polimérica y se encontró que la morfología y química externa no dependían de la encapsulación. En general las microesferas con y sin principio activo presentaron una morfología esférica y una superficie rugosa. Adicionalmente, para una concentración inicial de 2 mg/mL del principio activo, la eficiencia de encapsulación del ácido fólico y la capacidad de carga de la matriz polimérica fueron de 77 % y 24 %, respectivamente. Se espera, en un futuro, mejorar la solubilización de la matriz polimérica y realizar ensayos de cinética de liberación para corroborar la liberación del principio activo en un medio simulado.

Encapsulación de vitamina D en nanopartículas de s(PEES) para su potencial uso en el tratamiento de la osteoporosis

Agudelo Pérez, Natalia Andrea | 2022

RESUMEN: La osteoporosis es una enfermedad que disminuye la microarquitectura del tejido óseo y la masa ósea, aumentando el riesgo de fractura, por ende, el paciente desarrolla una dependencia de terceros, y en las situaciones más críticas, la muerte. Estudios han comprobado que las personas que padecen esta enfermedad también presentan una deficiencia de vitamina D —la cual juega un papel importante en la mineralización ósea—, por lo que su ausencia afecta la integridad del hueso. Uno de los tratamientos sugeridos por expertos es el consumo de esta vitamina. Sin embargo, una administración no controlada del fármaco puede generar una hipervitaminosis D, causándole efectos secundarios al paciente (como la hipercalcemia). Lo anterior, abre la posibilidad de encapsular la vitamina D en nanopartículas para favorecer su liberación controlada. Para ello, se propone utilizar el polímero poli-éter-éter-sulfona sulfonado, más conocido como s(PEES), por sus propiedades de biodegradabilidad, biocompatibilidad y a su vez, porque se han reportado estudios de implantes dentales y regeneración de tejido óseo utilizando este polímero, por lo que lo hace un buen candidato para encapsular vitamina D por sus propiedades ortopédicas. Además, en el año 2018 se reportó que se realizaron nanopartículas estables utilizando este polímero, pero no se logró encapsular ningún principio activo. Debido a lo anterior, en este trabajo se evaluó la encapsulación de vitamina D en nanopartículas de s(PEES) para su potencial uso en el tratamiento de la osteoporosis. Para lograr lo anterior, se prepararon nanopartículas sin vitamina D y con vitamina D, a las cuales se les realizó un análisis de estabilidad en el tiempo a 37 °C por un período de 39 horas y en condiciones fisiológicas simuladas de pH y fuerza iónica. Posteriormente, se evaluó la eficiencia de encapsulación de vitamina D y capacidad de carga de las nanopartículas para evaluar su utilidad como sistema de nanotransporte. Estos procesos permitieron obtener nanopartículas de un tamaño inferior a 200 nm y un PDI inferior a 0,3, por lo que estos nanotransportadores tendrían potencial para la liberación controlada de vitamina D. Debido a lo anterior, se concluyó que es posible la encapsulación de vitamina D en nanopartículas de sPEES, y estas podrían ser utilizadas, en un futuro, como un posible tratamiento para la osteoporosis.

Mezcla polimérica con posible aplicación como adhesivo tisular para heridas superficiales

Echeverri Cuartas, Claudia Elena | 2022

RESUMEN: El tratamiento de heridas cutáneas superficiales requiere de atención y dispositivos médicos que brinden al tejido dañado protección contra infecciones, un ambiente adecuado para la cicatrización, proporcionen alivio del dolor y, además permitan la absorción adecuada de exudados que puedan producirse. Los adhesivos tisulares representan una alternativa para el cierre de heridas sin suturas y con condiciones óptimas para la cicatrización de discontinuidades cutáneas. Teniendo en cuenta lo mencionado anteriormente, al realizar una evaluación de las propiedades que debe poseer una mezcla polimérica para su posible aplicación como adhesivo tisular es posible proponer un material novedoso para tratamiento de cortes en la epidermis. Dentro de los materiales empleados para la elaboración de estos adhesivos se destacan los polímeros, debido a su disponibilidad, biocompatibilidad y a la posibilidad de ser mezclados entre sí para mejorar sus características. Por lo anterior, el objetivo de este trabajo de grado era evaluar las propiedades de una mezcla polimérica con posible aplicación en el cierre de heridas cutáneas superficiales. La ejecución de este proyecto se llevó a cabo mediante el cumplimiento secuencial de varias etapas que permitieron cumplir los objetivos planteados, entre las cuales se elaboraron dos mezclas producto de estudio a partir de polímeros hidrofílicos: carboximetil quitosano (CMQ)/Alginato oxidado (ASO)/Alcohol polivinílico (PVA) e hidrofóbicos: Polimetilmetacrilato (PMMA)/ácido poliláctico (PLA), se evaluó el tiempo de gelificación mediante el método de tubo invertido, se determinó un valor experimental del módulo de Young. Por último, se evaluó el hinchamiento monitoreando la absorción de agua y la degradación de las mezclas mediante hidrolisis en medio de pH. Los resultados mostraron que al emplear proporciones de 70 % PMMA + 30 % PLA para la mezcla hidrofóbica y 40 % PVA + 60 % (CMQ (75%) + ASO (25%)) y 33 % PVA + 33 % CMQ + 33 % ASO para las mezclas poliméricas hidrofílicas se lograron obtener mezclas poliméricas transparentes, con capacidad de gelificación y formación de película, de fácil preparación y manejo. Para el módulo elástico de los adhesivos tisulares, el cual fue hallado por medio de ensayos de tracción indirecta, se obtuvo un valor de 24,13 ± 9,27 MPa para las películas hidrofóbicas en estado seco y, para las hidrofílicas en estado seco, varió entre 19 MPa y 38 MPa aproximadamente. Finalmente, al determinar la capacidad de absorción de agua a partir de cada una de las mezclas, se encontró que para mezcla hidrofóbica presenta un hinchamiento no mayor al 10,84 ± 4 %, mientras que, las muestras obtenidas a partir de los polímeros hidrofílicos obtuvieron un hinchamiento mayor al 100 % y no mantuvieron su integridad física. En cuanto a la degradación, la cual se logró evaluar solamente para la mezcla hidrofóbica, se obtuvo que transcurridos 15 días de contacto con un medio de pH 5,5 y pH 7,4, el adhesivo tisular conserva su forma y se degradó máximo un 6 %.

Algoritmo basado en procesamiento de imágenes para la detección de un analito de interés utilizando carbon dots

Betancur Ochoa, Juan Esteban | 2022

RESUMEN: Según la Organización Mundial de la Salud (Who, 2017), poco menos de la mitad de la población mundial tiene acceso a diagnósticos médicos. Esto se da en principio por la falta de laboratorios, déficit de personal médico capacitado, y de equipos de diagnóstico adecuados, resultando en un acceso limitado a diagnósticos, servicios deficientes y calidad inadecuada. Por lo anterior, en este trabajo se pretende desarrollar un algoritmo basado en procesamiento de imágenes, para la detección de biomoléculas utilizando biosensores basados en Carbon Dots, para aportar al portafolio de tecnologías disponibles para diagnóstico. Para esto, se llevaron a cabo distintas técnicas de filtrado y segmentación en la imagen, y se validaron los resultados hallando la correlación entre los datos de intensidad obtenidos por medio de medidas de tendencia central como la moda y media. Se determinó que los datos de la moda de intensidad de la imagen con filtrado Gaussiano y sometidas a corrección del contraste muestran un comportamiento proporcional entre la fluorescencia y la concentración del analito de interés. Sin embargo, se halló una gran variabilidad entre los datos de diferentes tandas del sistema, respaldado por un bajo coeficiente de correlación, que indicaría que no es posible desarrollar un modelo representativo del comportamiento del sistema completo de muestras.

Hidrogel inyectable con posible aplicación en el cáncer de mama

Agudelo Pérez, Natalia Andrea | 2022

ABSTRACT: Breast cancer is considered a public health problem, being the cause of countless deaths in the world, so multiple treatments have been developed to eliminate cancer cells; however, they have a limited immune response rate and side effects. In fact, breast cancer is a public health problem and is considered one of the main causes of cancer mortality in women in Colombia and in a large number of Latin American and Caribbean countries. For this reason, it is important to solve the challenges that currently persist in the treatment of cancer, in a less invasive, costly way, with reduced side effects and with a higher rate of immune response. In the case of biomaterials and nanotechnology for this type of biomedical applications, the use of polymeric nanoparticles has stood out thanks to their biodegradability and biocompatibility characteristics, where natural polymers such as agarose and chitosan stand out. In addition, injectable hydrogels have become an important issue in cancer therapy, since they provide high local drug concentration, minimal invasiveness, sustained release characteristics and low systemic toxicities. Therefore, the objective of the present exploratory work was to propose an injectable hydrogel with possible application for breast cancer therapy. For the development of the project, it was necessary to design a methodological plan to obtain an injectable hydrogel together with its characterization. For its execution, a list of needs, requirements and morphological matrix of the project was made, once the polymers were selected, a solubility analysis of chitosan and agarose was carried out, then, a synthesis of carboxymethyl chitosan was made and the agarose was oxidized, then the concentrations of 10 mg/mL and 20 mg/mL, and the proportions 1:1, 1:3, 3:1 and 3:5 of the mixture of oxidized agarose and carboxymethyl chitosan were evaluated. Finally, the gelation time, injectability, syringeability, mechanical properties and swelling rate were evaluated. These tests were evaluated under different temperature conditions. The results showed a good swelling rate and mechanical properties for the 20 mg/mL concentrations. In addition, injectivity tests indicated optimal values in hydrogel compressive strength, being suitable to be administered through a needle. It should be added that the proportions 1:3 and 3:1 of oxidized agarose and carboxymethyl chitosan were not considered for their characterization because from the beginning they did not present ideal characteristics to continue working in the formation of the hydrogel.

Comparación de simulación de flujo y presiones en un vaso con aneurisma usando hipótesis de pared rígida vs pared flexible

Ospina Muñoz, Walter Antonio | 2022

RESUMEN: La mayoría de las simulaciones fluídicas existentes a nivel cerebrovascular se usan con Modelado de Elementos Finitos (FEM), o Mecánica de Fluidos Computacional (CFD) y se asume la pared del vaso como rígida, lo que puede no reflejar el comportamiento real del vaso; por tanto, es preciso mejorar las simulaciones con el objetivo de que sean más acordes a la naturaleza real de los vasos, permitiendo posiblemente mejorar el diseño, por ejemplo, de dispositivos para la retención de aneurismas como los stents. En este trabajo de grado se propone usar la técnica de métodos libre de malla, con las funciones de base radial para la simulación del flujo en distintos casos. Haciendo uso del lenguaje de programación Python y sus librerías, se realizaron pruebas con funciones de base radial, partiendo desde el caso más sencillo que es la interpolación, luego la solución de una ecuación diferencial en 1D para el flujo entre placas y un cilindro, luego resolver una ecuación diferencial que define la temperatura en una placa en 2D hasta la solución de dos ecuaciones diferenciales que definen el comportamiento del flujo entre paredes paralelas y un cilindro en 2D, junto a la solución de sistemas de ecuaciones no lineales, encontrando que las funciones de base radial son un método efectivo para las solución de las ecuaciones de Navier-Stokes, porque emulan adecuadamente el comportamiento del flujo en las diferentes simulaciones realizadas, logrando obtener el perfil de velocidad del flujo a través de un cilindro en 2D. Este trabajo servirá para la realización de investigaciones posteriores que permitan la simulación de problemas más complejos, como la simulación de flujo en un aneurisma, inflamación de la vejiga o vasos; entre otras.

Prototipo de prótesis de miembro superior para actividades de acondicionamiento físico

Velásquez Gómez, Juliana | 2022

RESUMEN: Según el Comité Paralímpico Colombiano, se tiene información de que las personas en situación de discapacidad tienen una mayor inclusión en el ámbito deportivo, no obstante, siguen siendo frecuentes las barreras sociales y físicas para esta población, teniendo un mayor impacto en su vida diaria. Con relación a lo anterior mencionado, es claro que el acceso y la participación de las personas con amputación de miembro superior sigue siendo insuficiente, ya que deben contar con los recursos necesarios para tener una prótesis adaptada a la modalidad deportiva que desean realizar y, por ende, al acondicionamiento físico que por obligación deben realizar para mayor rendimiento en el deporte (Guarneros, 2018). Para las personas en situación de discapacidad, las barreras pueden ser más frecuentes y tener un mayor impacto en su vida diaria, entre ellas está la barrera social y física, las cuales pueden ser observadas en el ámbito deportivo, no obstante, dado a la formación del Comité Paralímpico Colombiano hay una mayor inclusión de esta población en el ámbito deportivo. En este trabajo se desarrolló un prototipo de prótesis para actividades de acondicionamiento físico para personas con amputación de miembro superior, el cual busca permitirles desempeñar de forma más versátil una mayor cantidad de actividades, ya sea por querer llevar una vida sana o mejorar sus capacidades físicas para la realización de un deporte. El proyecto se basó en la metodología de diseño de producto de Urlich, Eppinguer, Cross y la propuesta del proyecto de investigación “Metodología para el diseño de prótesis personalizadas con aplicaciones no convencionales”; adquiriendo a partir de estos los conceptos de solución. Además, se utilizaron herramientas ofimáticas como Fusión 360 (Siemens, Múnich, Alemania), para el diseño de detalle y el análisis de elemento finitos (FEA), para obtener el diseño de cada uno de los componentes de la prótesis con sus respectivos materiales, planos, entre otros aspectos.

Plataforma de telemedicina con prototipo de dispositivo hardware para terapia respiratorias de EPOC y asma

Montagut Ferizzola, Yeison Javier | 2022

RESUMEN: Las enfermedades respiratorias son una de las principales causas de muerte y discapacidad en el mundo, según el Foro de las Sociedades Respiratorias Internaciones, se estimula alrededor de 65 millones de personas que sufren EPOC y 334 millones de personas que sufren de asma. Estas enfermedades crónicas pueden convertirse en algo perjudicial para las personas que lo padecen, no solo a nivel de salud sino también en las demás esferas de su vida, por lo que es indispensable la inclusión temprana de estas personas en un programa de terapias y monitoreo con el fin de mantener su funcionalidad y minimizar los efectos de la enfermedad como tal. Teniendo esto en mente, se implementó una plataforma de telemedicina con énfasis en sesiones de terapias respiratorias para las enfermedades crónicas Asma y EPOC, con la ayuda de un prototipo por medio del cual se pueda llevar a cabo la terapia y recolectar los datos de esta, y así, permitir que las persona que sufren esta condición tengan mayor accesibilidad y una atención más temprana. Este proyecto comenzó con el diseño de la plataforma virtual que permite la interacción del personal asistencial con los pacientes, posteriormente se hizo el diseño y construcción del prototipo hardware que será la herramienta física para el desarrollo de las terapias y finalmente se comprobó el correcto funcionamiento de ambos elementos.

Producto de apoyo para personas con movilidad reducida en miembros superiores debido al Síndrome del Túnel Carpiano

Velásquez Gómez, Juliana | 2022

RESUMEN: El síndrome del túnel carpiano es la opresión del nervio mediano, que se encuentra ubicado en la muñeca, el cual genera déficit motor a causa de algunos síntomas como el dolor y entumecimiento (Atroshi et al., 1999); además, se ha comprobado que genera también la caída de objetos que se están sosteniendo. Existen diferentes técnicas para tratar este síndrome, pero como el porcentaje de casos resueltos no abarca el total de usuarios intervenidos, surge la necesidad de desarrollar un dispositivo para apoyar la funcionalidad perdida del resto de personas en sus actividades diarias, ofreciendo autonomía a los usuarios. La idea con el dispositivo es crear una alternativa para las personas que siguen presentando problemas de rigidez en las manos que, por lo tanto, genera debilidad en la pinza digital. Este, debe lograr la sujeción de objetos de manera eficaz y debe ser fácil de producir para que sea más asequible. La metodología de desarrollo empleada para este proyecto fue Design Thinking, en la cual sugieren, entre algunas de las actividades importantes: empatizar con el usuario, definir las necesidades, idear, prototipar y hacer pruebas. Para evaluar la efectividad del producto, se realizaron ensayos en personas sin discapacidad, en donde, por medio de un protocolo de evaluación, el usuario expresa que tan satisfecho se sintió con el dispositivo. Los resultados mostraron una predominancia en respuestas favorables, por medio de la cual se puntuó de manera positiva la portabilidad, la fácil adaptación y se mostró como una solución viable para la sujeción de objetos.