Prototipo de descongelamiento de células eucariotas crio-preservadas mediante procesos de inducción de calor

La criopreservación es un método que somete a las células a muy bajas temperaturas, con el propósito de conservarlas durante largos periodos de tiempo para su posterior uso. Es importante mantener una alta viabilidad y funcionalidad de las células, tanto al momento de criopreservarlas como al descon...

Full description

Autores:
Ortiz Rangel, Juan Pablo
Sarmiento Ortiz, Duván Andrés
Tarazona Castillo, Juan Pablo
Tipo de recurso:
Trabajo de grado de pregrado
Fecha de publicación:
2022
Institución:
Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB
Repositorio:
Repositorio UNAB
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repository.unab.edu.co:20.500.12749/17608
Acceso en línea:
http://hdl.handle.net/20.500.12749/17608
Palabra clave:
Biomedical engineering
Engineering
Medical electronics
Biological physics
Bioengineering
Medical instruments and apparatus
Medicine
Biomedical
Clinical engineering
Thawing
Electromagnetic induction
Viability
Cryobiology
Eukaryotic cells
Ingeniería biomédica
Ingeniería
Biofísica
Bioingeniería
Medicina
Biomédica
Criobiología
Células eucariótica
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Instrumentos y aparatos médicos
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Descongelación
Inducción electromagnética
Viabilidad
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description La criopreservación es un método que somete a las células a muy bajas temperaturas, con el propósito de conservarlas durante largos periodos de tiempo para su posterior uso. Es importante mantener una alta viabilidad y funcionalidad de las células, tanto al momento de criopreservarlas como al descongelarlas. Actualmente, el método más utilizado para descongelar las células es mediante el uso de baño serológico a 37°C, en el cual se sumerge el criovial en el agua y se somete a una agitación manual. Sin embargo, es conocido que este método posee un riesgo potencial de contaminación, ya sea por la suciedad del agua, la manipulación constante del criovial por parte del operario, el sobrecalentamiento del vial, entre otros factores. Por otra parte, el método convencional no ofrece una trazabilidad, ni automatización del proceso de descongelamiento. Es por esto, que, en este proyecto, se desarrolló una alternativa para el método convencional, proponiendo un prototipo conceptual de descongelamiento de células eucariotas mediante un sistema de inducción electromagnética, ofreciendo al operario la posibilidad llevar la trazabilidad de las muestras, un sistema automatizado, estéril, rápido y reproducible. Por medio de este sistema, se logra una descongelación de las células criopreservadas a -196°C en un tiempo de 2,5 a 2,7 minutos, siempre que la temperatura de setpoint sea establecida en 120°C. Los resultados obtenidos, garantizaron que, bajo estos parámetros de descongelación, fue posible obtener una viabilidad superior al 90%, y no se presentaron diferencias significativas a comparación del método tradicional.
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spelling Solarte David, Víctor Alfonso54590e96-eda3-4b43-9ffa-14bd35ed7d08Becerra Bayona, Silvia Milenaf59fde3b-924f-4fcc-96e9-5fd6250b2daeOrtiz Rangel, Juan Pablo7904a004-10be-4552-8b2e-4244d87e0530Sarmiento Ortiz, Duván Andrésf331f8e3-74b2-4a1b-9d9a-8c912a12cb01Tarazona Castillo, Juan Pablo8fcedb3e-9841-4cda-90ab-db24bd6ee785Solarte David, Víctor Alfonso [0001329391]Becerra Bayona, Silvia Milena [0001568861]Becerra Bayona, Silvia Milena [5wr21EQAAAAJ]Solarte David, Víctor Alfonso [0000-0002-9856-1484]Becerra Bayona, Silvia Milena [0000-0002-4499-5885]Becerra Bayona, Silvia Milena [36522328100]Becerra Bayona, Silvia Milena [Silvia-Becerra-Bayona]Becerra Bayona, Silvia Milena [silvia-milena-becerra-bayona]Becerra Bayona, Silvia Milena [silvia-becerra-3174455a]ColombiaUNAB Campus Bucaramanga2022-09-09T19:42:07Z2022-09-09T19:42:07Z2022http://hdl.handle.net/20.500.12749/17608instname:Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNABreponame:Repositorio Institucional UNABrepourl:https://repository.unab.edu.coLa criopreservación es un método que somete a las células a muy bajas temperaturas, con el propósito de conservarlas durante largos periodos de tiempo para su posterior uso. Es importante mantener una alta viabilidad y funcionalidad de las células, tanto al momento de criopreservarlas como al descongelarlas. Actualmente, el método más utilizado para descongelar las células es mediante el uso de baño serológico a 37°C, en el cual se sumerge el criovial en el agua y se somete a una agitación manual. Sin embargo, es conocido que este método posee un riesgo potencial de contaminación, ya sea por la suciedad del agua, la manipulación constante del criovial por parte del operario, el sobrecalentamiento del vial, entre otros factores. Por otra parte, el método convencional no ofrece una trazabilidad, ni automatización del proceso de descongelamiento. Es por esto, que, en este proyecto, se desarrolló una alternativa para el método convencional, proponiendo un prototipo conceptual de descongelamiento de células eucariotas mediante un sistema de inducción electromagnética, ofreciendo al operario la posibilidad llevar la trazabilidad de las muestras, un sistema automatizado, estéril, rápido y reproducible. Por medio de este sistema, se logra una descongelación de las células criopreservadas a -196°C en un tiempo de 2,5 a 2,7 minutos, siempre que la temperatura de setpoint sea establecida en 120°C. Los resultados obtenidos, garantizaron que, bajo estos parámetros de descongelación, fue posible obtener una viabilidad superior al 90%, y no se presentaron diferencias significativas a comparación del método tradicional.Capítulo 1. Problema u oportunidad 10 Planteamiento del problema 10 Justificación 11 Pregunta problema 12 Objetivo General 12 Objetivos Específicos 12 Capítulo 2. Marco Teórico 12 Proceso de criopreservación y descongelación 12 Criopreservación 12 Tanque de almacenamiento 13 Procedimiento de criopreservación 13 Descongelación 15 Métodos de descongelación 15 Evaluación del proceso de descongelación 16 Transferencia de calor 17 Intercambio de calor 17 Mecanismos de transferencia de calor 17 Inducción electromagnética y la inducción de calor 18 Ley de Biot-Savart 19 Ley de Faraday 20 Ley de Lenz 20 Efecto Joule 21 Corrientes de Foucault 21 Control 22 Arduino 22 Arduino MEGA 2560 23 Sensor de temperatura infrarrojo 24 Control PID 24 Capítulo 3. Estado del arte 26 Capítulo 4. Metodología 30 Diseño e implementación del sistema de inducción 30 Diseño e implementación de la carcasa 32 Proceso de aislamiento y criopreservación de Células Mononucleares de Sangre Periférica (CMSP) 33 Preparación de viales de prueba 36 Pruebas con células hematopoyéticas eucariotas a -196°C 37 Evaluación de la viabilidad celular 38 Análisis estadístico 38 Capítulo 5. Resultados y análisis de resultados 39 Resultados 39 Diseño e implementación del sistema de inducción 39 Diseño en CAD de carcasa del sistema de descongelamiento 42 Pruebas con viales de 1 mL de FBS + DMSO 47 Vial congelado a -196°C 47 Descongelación de CMSP a -196°C 56 Viabilidad celular 59 Ensayo de exclusión por azul de tripano 59 Citometría de flujo 62 Análisis de Resultados 67 Capítulo 6. Conclusiones y recomendaciones 69 Referencias 71 Anexos 80PregradoCryopreservation is a method that subjects cells to very low temperatures in order to preserve them for long periods of time for later use. It is important to maintain high cell viability and functionality, both at the time of cryopreservation and thawing. Currently, the most commonly used method for cryopreserving cells is by using a serological bath at 37°C, in which the cryovial is immersed in water and subjected to manual agitation. However, it is known that this method has a potential risk of contamination, either due to dirty water, constant handling of the cryovial by the operator, overheating of the vial, among other factors. On the other hand, the conventional method does not offer traceability or automation of the cryopreservation process. This is why, in this project, an alternative to the conventional method was developed, proposing a conceptual prototype of eukaryotic cell thawing by means of an electromagnetic induction system, offering the operator the possibility of keeping the traceability of the samples, an automated, sterile, fast and reproducible system. This system achieves cell thawing in 2.5 to 2.7 minutes, provided that the setpoint temperature is set to 120°C. The results obtained guarantee that under these thawing parameters, it was possible to obtain a viability higher than 90%, and there were no significant differences compared to the traditional method.Modalidad Presencialapplication/pdfspahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Abierto (Texto Completo)Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombiahttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Prototipo de descongelamiento de células eucariotas crio-preservadas mediante procesos de inducción de calorPrototype for the thawing of cryo-preserved eukaryotic cells using heat induction processesIngeniero BiomédicoUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABFacultad IngenieríaPregrado Ingeniería Biomédicainfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisTrabajo de Gradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1finfo:eu-repo/semantics/acceptedVersionhttp://purl.org/redcol/resource_type/TPBiomedical engineeringEngineeringMedical electronicsBiological physicsBioengineeringMedical instruments and apparatusMedicineBiomedicalClinical engineeringThawingElectromagnetic inductionViabilityCryobiologyEukaryotic cellsIngeniería biomédicaIngenieríaBiofísicaBioingenieríaMedicinaBiomédicaCriobiologíaCélulas eucarióticaIngeniería clínicaElectrónica médicaInstrumentos y aparatos médicosCMSPDescongelaciónInducción electromagnéticaViabilidadAcevedo Picon, A. 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