Desarrollo de un sistema electrónico para electrostimulación de cultivos celulares
El desarrollo de sistema electrónicos de electroestimulación para cultivos celulares representa un área de investigación crucial en la ingeniería biomédica. Esta pasantía de investigación se centra en el diseño y la implementación de un sistema electrónico de electroestimulación basado en una fuente...
- Autores:
-
Verutti Narváez, Jose Gabriel
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2024
- Institución:
- Universidad Autónoma de Occidente
- Repositorio:
- RED: Repositorio Educativo Digital UAO
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
- oai:red.uao.edu.co:10614/15645
- Acceso en línea:
- https://hdl.handle.net/10614/15645
https://red.uao.edu.co/
- Palabra clave:
- Electroestimulación
Cultivos celulares
Fuente Howland
Glóbulos blancos
Corriente eléctrica controlada
Electrostimulation
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White blood cells
Controlled current
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- Derechos reservados - Universidad Autónoma de Occidente, 2024
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Electrostimulation Cell cultures Howland source White blood cells Controlled current |
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El desarrollo de sistema electrónicos de electroestimulación para cultivos celulares representa un área de investigación crucial en la ingeniería biomédica. Esta pasantía de investigación se centra en el diseño y la implementación de un sistema electrónico de electroestimulación basado en una fuente Howland, con el objetivo inicial de electroestimular cardiomiocitos derivados de células madre para mejorar su respuesta a estímulos eléctricos. Sin embargo, durante la pasantía de investigación, se obtuvieron resultados prometedores al electroestimular con éxito glóbulos blancos, lo que sugiere una aplicación más amplia y versátil del sistema electrónico. El sistema electrónico diseñado incorpora una fuente Howland, conocida por su capacidad para proporcionar corriente eléctricas precisas y estables, espejo y con buffers para mejorar la exactitud. Esta configuración permite generar estímulos eléctricos controlados y adaptados a las necesidades específicas de los cultivos celulares. Durante el proceso de diseño, se prestaron especial atención a la estabilidad y exactitud de la corriente eléctrica entregada, así como a la versatilidad del sistema electrónico para adaptarse a diferentes tipos de cultivos celulares y configuraciones experimentales como los valores de frecuencia, amplitud y tiempo de estimulación para la señal de corriente eléctrica. La validación del prototipo alfa del sistema electrónico se llevó a cabo utilizando tres accesorios diferentes, incluyendo dos pozos con distintas disposiciones de electrodos y un sistema electrónico de multiplexado. Los resultados obtenidos durante estas pruebas demostraron la capacidad del sistema electrónico para proporcionar una corriente eléctrica estable y precisa, así como su adaptabilidad a diferentes configuraciones experimentales. Además, se identificaron ajustes necesarios para mejorar aún más el rendimiento del sistema electrónico, lo que condujo a la implementación de un prototipo beta funcional. En resumen, este documento presenta el diseño, implementación y validación de un sistema electrónico de electroestimulación basado en una fuente Howland, destacando su capacidad para proporcionar corriente eléctricas estables y precisas. Los resultados obtenidos durante la pasantía de investigación sugieren una aplicación prometedora del sistema electrónico en diversos contextos experimentales y áreas de investigación biomédica |
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[1] P. R. Moreno y J. del Portillo, "Isquemia miocárdica: conceptos básicos, diagnóstico e implicaciones clínicas. Segunda parte," Revista Colombiana de Cardiología, vol. 23, no. 6, pp. 500-507, 2016. DOI: 10.1016/j.rccar.2016.01.024. [2] Organización Panamericana de la Salud, "Situación de salud en las Américas, 2009," 2010. [En línea]. Disponible en: http://new.paho.org/hq/dmdocuments/2009/IB_SPA_2009.pdf. [Citado el: 16 de 01 de 2011]. [3] Organización Panamericana de la Salud, "Base de datos de mortalidad, 2010," 2010. [En línea]. Disponible en: http://ais.paho.org/phip/viz/mort_causasprincipales_lt_oms.asp. [Citado el: 16 de 01 de 2011]. [4] The European Society of Cardiology y the American College of Cardiology, "Myocardial infarction redefined--a consensus document of The Joint European Society of Cardiology/American College of Cardiology Committee for the redefinition of myocardial infarction," Eur Heart J, vol. 21, pp. 1502-1513, 2000. [5] J. Gomez Mesa et al., "Consenso colombiano de falla cardiaca avanzada:capítulo de Falla Cardíaca, Trasplante Cardíaco e Hipertensión Pulmonar de la Sociedad Colombiana de Cardiología y Cirugía Cardiovascular," Rev Colomb Cardiol, vol. 26, no. S2, pp. 3-24, 2019. [6] D. C. Tamayo et al., "Costos ambulatorios y hospitalarios de la falla cardiaca en dos hospitales de Bogotá," Acta Médica Colombiana, vol. 2, pp. 208-212, 2013. [7] Ministerio de la Protección Social, Organización Panamericana de la Salud, "Ministerio de la Protección Social de Colombia‐Indicadores Básicos 08," 2008. [En línea]. Disponible en: www.minproteccionsocial.gov.co. [Citado el: 26 de 01 de 2011] [8] H. Krum y W. T. Abraham, "Heart failure," Lancet, vol. 373, no. 9667, pp. 941-955, Mar. 14, 2009. DOI: 10.1016/S0140-6736(09)60236-1. PMID: 19286093. [9] O. A. Aguilera Ortiz, O. J. Bayona Vergara, y D. A. Miranda, "Criterios de diseño de la fuente de corriente Howland," Revista UIS Ingenierías, vol. 6, no. 1, págs. 59-68, 2007. [En línea]. Disponible en: https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=6299637. [10] W. Ridwan et al., "Pocket Electrical Impedance Tomography (p-EIT) System With Wide Impedance Range Buffer-Mirrored Current Source (BMCS) With Assist of FilterTrained Quasi-3-D Method for Functional Gastric-Shape Imaging," IEEE TRANSACTIONS ON INSTRUMENTATION AND MEASUREMENT, 2021. [11] H. Yazdanian, M. M. Samani, y A. Mahanm, "Characteristics of the Howland current source for bioelectric impedance measurements systems," en 2013 20th Iranian Conference on Biomedical Engineering (ICBME), pp. 189-193, 2013. [En línea]. Disponible en: https://www.semanticscholar.org/paper/Characteristics-of-the-Howlandcurrent-source-for-YazdanianSamani/511bb76eac65738e2ce93b79ad195bab8ff172f9 |
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Cabrera Lopez, John JairoCabrera Lopez, John Jairovirtual::5491-1Verutti Narváez, Jose GabrielUniversidad Autónoma de OccidenteRomero Beltrán, César Augusto2024-07-22T14:34:09Z2024-07-22T14:34:09Z2024-05-17Verutti Narváez, J. G. (2024). Desarrollo de un sistema electrónico para electrostimulación de cultivos celulares. (Pasantía de investigación). Universidad Autónoma de Occidente, Cali. Colombia. https://hdl.handle.net/10614/15645https://hdl.handle.net/10614/15645Universidad Autónoma de OccidenteRespositorio Educativo Digital UAOhttps://red.uao.edu.co/El desarrollo de sistema electrónicos de electroestimulación para cultivos celulares representa un área de investigación crucial en la ingeniería biomédica. Esta pasantía de investigación se centra en el diseño y la implementación de un sistema electrónico de electroestimulación basado en una fuente Howland, con el objetivo inicial de electroestimular cardiomiocitos derivados de células madre para mejorar su respuesta a estímulos eléctricos. Sin embargo, durante la pasantía de investigación, se obtuvieron resultados prometedores al electroestimular con éxito glóbulos blancos, lo que sugiere una aplicación más amplia y versátil del sistema electrónico. El sistema electrónico diseñado incorpora una fuente Howland, conocida por su capacidad para proporcionar corriente eléctricas precisas y estables, espejo y con buffers para mejorar la exactitud. Esta configuración permite generar estímulos eléctricos controlados y adaptados a las necesidades específicas de los cultivos celulares. Durante el proceso de diseño, se prestaron especial atención a la estabilidad y exactitud de la corriente eléctrica entregada, así como a la versatilidad del sistema electrónico para adaptarse a diferentes tipos de cultivos celulares y configuraciones experimentales como los valores de frecuencia, amplitud y tiempo de estimulación para la señal de corriente eléctrica. La validación del prototipo alfa del sistema electrónico se llevó a cabo utilizando tres accesorios diferentes, incluyendo dos pozos con distintas disposiciones de electrodos y un sistema electrónico de multiplexado. Los resultados obtenidos durante estas pruebas demostraron la capacidad del sistema electrónico para proporcionar una corriente eléctrica estable y precisa, así como su adaptabilidad a diferentes configuraciones experimentales. Además, se identificaron ajustes necesarios para mejorar aún más el rendimiento del sistema electrónico, lo que condujo a la implementación de un prototipo beta funcional. En resumen, este documento presenta el diseño, implementación y validación de un sistema electrónico de electroestimulación basado en una fuente Howland, destacando su capacidad para proporcionar corriente eléctricas estables y precisas. Los resultados obtenidos durante la pasantía de investigación sugieren una aplicación prometedora del sistema electrónico en diversos contextos experimentales y áreas de investigación biomédicaThe development of electronic systems for cell electrostimulation represents a crucial research area in biomedical engineering. This research internship focuses on the design and implementation of an electronic electrostimulation system based on a Howland source, with the initial aim of stimulating cardiomyocytes derived from stem cells to enhance their response to electrical stimuli. However, promising results were obtained during the research internship by successfully stimulating white blood cells, suggesting a broader and more versatile application of the electronic system. The designed electronic system incorporates a Howland source, known for its ability to provide precise and stable electric currents, along with mirrors and buffers to improve accuracy. This configuration allows for the generation of controlled electrical stimuli tailored to the specific needs of cell cultures. Special attention was paid to the stability and accuracy of the delivered electric current, as well as the versatility of the electronic system to adapt to different types of cell cultures and experimental setups such as frequency values, amplitude, and stimulation time for the electric current signal. Validation of the alpha prototype of the electronic system was carried out using three different accessories, including two wells with different electrode arrangements and a multiplexing electronic system. The results obtained during these tests demonstrated the system's ability to provide stable and precise electric current, as well as its adaptability to different experimental setups. Additionally, adjustments necessary to further improve the performance of the electronic system were identified, leading to the implementation of a functional beta prototype. In summary, this document presents the design, implementation, and validation of an electronic electrostimulation system based on a Howland source, highlighting its ability to provide stable and precise electric currents. The results obtained during the research internship suggest a promising application of the electronic system in various experimental contexts and areas of biomedical researchPasantía de investigación (Ingeniero Biomédico)-- Universidad Autónoma de Occidente, 2024PregradoIngeniero(a) Biomédico(a)41 páginasapplication/pdfspaUniversidad Autónoma de OccidenteIngeniería BiomédicaFacultad de IngenieríaCaliDerechos reservados - Universidad Autónoma de Occidente, 2024https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/closedAccessAtribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0 Internacional (CC BY-NC-ND 4.0)http://purl.org/coar/access_right/c_14cbDesarrollo de un sistema electrónico para electrostimulación de cultivos celularesTrabajo de grado - Pregradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fTextinfo:eu-repo/semantics/bachelorThesishttp://purl.org/redcol/resource_type/TPinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/version/c_970fb48d4fbd8a85[1] P. R. Moreno y J. del Portillo, "Isquemia miocárdica: conceptos básicos, diagnóstico e implicaciones clínicas. Segunda parte," Revista Colombiana de Cardiología, vol. 23, no. 6, pp. 500-507, 2016. DOI: 10.1016/j.rccar.2016.01.024.[2] Organización Panamericana de la Salud, "Situación de salud en las Américas, 2009," 2010. [En línea]. Disponible en: http://new.paho.org/hq/dmdocuments/2009/IB_SPA_2009.pdf. [Citado el: 16 de 01 de 2011].[3] Organización Panamericana de la Salud, "Base de datos de mortalidad, 2010," 2010. [En línea]. Disponible en: http://ais.paho.org/phip/viz/mort_causasprincipales_lt_oms.asp. [Citado el: 16 de 01 de 2011].[4] The European Society of Cardiology y the American College of Cardiology, "Myocardial infarction redefined--a consensus document of The Joint European Society of Cardiology/American College of Cardiology Committee for the redefinition of myocardial infarction," Eur Heart J, vol. 21, pp. 1502-1513, 2000.[5] J. 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Miranda, "Criterios de diseño de la fuente de corriente Howland," Revista UIS Ingenierías, vol. 6, no. 1, págs. 59-68, 2007. [En línea]. Disponible en: https://dialnet.unirioja.es/servlet/articulo?codigo=6299637.[10] W. Ridwan et al., "Pocket Electrical Impedance Tomography (p-EIT) System With Wide Impedance Range Buffer-Mirrored Current Source (BMCS) With Assist of FilterTrained Quasi-3-D Method for Functional Gastric-Shape Imaging," IEEE TRANSACTIONS ON INSTRUMENTATION AND MEASUREMENT, 2021.[11] H. Yazdanian, M. M. Samani, y A. Mahanm, "Characteristics of the Howland current source for bioelectric impedance measurements systems," en 2013 20th Iranian Conference on Biomedical Engineering (ICBME), pp. 189-193, 2013. [En línea]. 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