miércoles, 26 de mayo de 2021

CLASE # 14 TRANSDUCTORES ELECTROQUÍMICOS Y BIOSENSORES (3A PARTE) BIOSENSORES

 CLASE # 14

TRANSDUCTORES ELECTROQUÍMICOS Y BIOSENSORES 

(3A PARTE) BIOSENSORES Y SUS APLICACIONES EN MEDICINA



Hola alumnos, en esta clase vamos a hablar de los Biosensores que son también transductores electroquímicos que aprovechan principalmente enzimas como Bioreceptores que captan a las moléculas y analitos de interés de las muestras y luego de que las captan sin convertidas en señales eléctricas medibles mediante el uso de principios eléctricos, ópticos, térmicos o piezoeléctricos.

La gran ventaja de estos biosensores que se están desarrollando es que permiten miniaturizar los equipos, hacerlos más portátiles y que permiten la medición in vivo o in vitro de los analitos de interés de las muestras de una forma más rápida que con los métodos tradicionales y aun costo más bajo. 


Video 1: Conferencia Magistral en la que se describe la importancia de los biosensores y su futuro.


Videos 2 (a) y (b) explicación de ¿Que son los biosensores? como se fabrican  y algunas de sus aplicaciones. y en el (b) descripción de biosensores y sus principios de funcionamiento.


Videos 3 (a) y (b) Biosensores de la UNAM que fueron desarrollados para detectar de manera rápida el COVID 19

Todavía recuerdo divertida mis clases de educación media y la querida maestra de Bioquímica que nos explicaba como se realizaban en el pasado las pruebas de detección del embarazo y todos nos moríamos de la risa porque a esa edad nunca imaginamos que fuera cierto en realidad lo que decía nuestra profesora :D

    Lo que si es claramente acertado es el decir que en el pasado se desarrollaron muchas pruebas rápidas para la detección de enfermedades y que los médicos de la antigüedad tenían muy buenas bases en Clínica y eran muy acertados en sus diagnósticos, todavía recuerdo un médico anciano que hablaba de como se detectaban los síntomas de la diabetes y además de las pruebas de sangre me mencionaba algo acerca de que también se puede percibir un olor a manzanas podridas en el aliento de un enfermo diabético y muchos de nosotros sabemos que existen animales que tienen un olfato muy desarrollado y pueden percibir a pacientes enfermos antes que nosotros los seres humanos. 

   Y ahora con los avances en la genética y en el reconocimiento del ADN se pueden detectar de forma más rápida muchísimos padecimientos de este tipo mediante pruebas rápidas y también existen las famosas pruebas de PATERNIDAD que permiten reconocer de forma rápida a los padres biológicos de una persona y también permiten detectar de forma rápida otro tipo de enfermedades como ocurre en la actualidad con el Virus del COVID 19.



Figura 1: Moderno kit para la detección rápida de paternidad 


Y lo mejor de todo es que ahora en la actualidad este tipo de biosensores tienen una gran aplicación en la telesalud, ehealth y medicina a distancia. 

CLASE # 14
ACTIVIDADES Y TAREAS
(EN BIOINSTRUMENTACIÓN I TODAS LAS TAREAS SON INDIVIDUALES)

1. Favor de explicar la prueba del Dr. Friedman para detectar el embarazo, indicando cuál es el elemento o compuesto que se detecta y en que tipo de muestra se realiza y compararlo con las modernas pruebas y kits utilizados en la actualidad para la detección del embarazo.





2.  Favor de describir el principio de funcionamiento de un biosensor para detectar la diabetes como el que ha desarrollado la UNAM, favor de tomar de base el siguiente video. 






3. Favor de describir el principio de funcionamiento de los Biosensores utilizados y desarrollados para la detección de COVID 19

4.Favor de describir el principio de funcionamiento de la prueba Rapida que se presenta en el siguiente video y que sirve para detectar rápidamente enfermedades como el VIH, la sífilis y la hepatitis B y C. 


5. Favor de explicar el principio de funcionamiento de los lectores de Digitales de glucosa y cetonas que utilizan los diabéticos.








lunes, 24 de mayo de 2021

CLASE # 13 TRANSDUCTORES ELECTROQUÍMICOS Y BIOSENSORES (2DA PARTE)

 CLASE # 13 

TRANSDUCTORES ELECTROQUÍMICOS Y BIOSENSORES

(2DA PARTE)  ESPECTROFOTÓMETRIA  Y ANALIZADORES DE QUÍMICA CLÍNICA AUTOMATIZADOS (COLORÍMETRÍA)




Hola alumnos ahora vamos a ver un equípo básico para el análisis químico instrumental y este es el espectrofotometro, antes que nada debemos mencionar que este equipo se puede encontrar dentro del departamento de Química Clínica de un laboratorio de Análisis Clínicos tradicional y en la actualidad en estas áreas se cuenta también con unos equipos muy automatizados que se conocen como Colorímetros que utilizan el mismo principio de la espectrofotómetria pero en los cuales el monocromador es sustituido por cristales de color y con lo que se ahorran del costo del monocromador completo se pueden implementar sistemas altamente automatizados ya que las pruebas básicas de la Química Sanguínea se pueden realizar de forma más rápida de esa manera automatizada (porque el proceso se repite constantemente son cientos de pacientes que requieren análisis de Glucosa, Urea, creatinina, etc.). y además el colorímetro permite miniaturizar mucho también los equipos y permite que se desarrollen aparatos portátiles para medir sustancias por colorímetria. 


Favor de estudiar el capítulo 11 Clinical Laboratory Instrumentation del libro de Medical Instrumentation Application & Design de Webster en los temas 11.1 Spectrophotometry y 11.2 Automatic Chemical Analyzers, les anexo el link o hipervínculo del texto. 

http://fa.bme.sut.ac.ir/Downloads/AcademicStaff/3/Courses/4/Medical%20instrumentation%20application%20and%20design%204th.pdf

Pero ¿Cómo funcionan todos estos equipos espectrofotométricos y colorimétricos para análisis de química clínica?



Figura 1: Explicación de la ley de  Beer



Figura 2: Leyes de la absorción de la Radiación-Ley de Lambert y Beer


Figura 3: Partes de un espectrofotómetro


Aquí hay que hablar de la Ley de Beer y de Lambert, favor de estudiar y analizar con detenimiento el siguiente video :




Videos 1 (a) y (b) Explicación de que es la ESPECTROFOTÓMETRIA y cuales son sus principios básicos.


CLASE # 13
ACTIVIDADES Y TAREAS
(TODAS LAS TAREAS DE BIOINSTRUMENTACIÓN 1 SON INDIVIDUALES)

1. Favor de investigar en algún libro de productos y reactivos para pruebas de Bioquímica Clínica las longitudes de onda que utilizan los reactivos para pruebas colorimétricas para detectar los 5 o 6 pruebas siguientes y hacer una tabla con esos valores de longitudes de onda.

glucosa, nitrógeno ureico (BUN),creatinina, ácido úrico, colesterol total, triglicéridos

https://www.corelaboratory.abbott/sal/learningGuide/ADD-00061345-ES-EU%20170091%20ClinChem_Learning_Guide.pdf

2. Favor de ilustrar, describir y explicar los diagramas a Bloques de un Espectrofotómetro y un equipo automatizado de Química Clínica y explicar las similutudes, diferencias, ventajas y desventajas de cada uno de estos equipos para los estudios de química Clínica de un hospital.

3. De la siguiente figura  del diagrama a Bloques de un colorímetro, favor de explicar e ilustrar la forma en que se realiza la selección del filtro RGB de un colorímetro para la realización de las pruebas de Química Clínica



4. Del siguiente link o hipervínculo buscar las pruebas de Química Clínica y hacer unas diapositivas explicativas del procedimiento para realizar estas pruebas en una Unidad de Primer Nivel.

http://asp.salud.gob.sv/regulacion/pdf/manual/Manual_procedimientos_lab_clinico.pdf


5. Favor de colocar en una tabla los rangos de valores normales y anormales de los parámetros básicos de la Química Clínica. 

glucosa, nitrógeno ureico (BUN),creatinina, ácido úrico, colesterol total, triglicéridos, indicando y explicando el uso, propósito y significado de los mismos para fines de diagnóstico médico Clínico. 










miércoles, 19 de mayo de 2021

CLASE # 12 TRANSDUCTORES ELECTROQUÍMICOS Y BIOSENSORES

 CLASE # 12

TRANSDUCTORES ELECTROQUÍMICOS Y BIOSENSORES

PRIMERA PARTE 

EQUIPO DE GASOMETRÍA CLÍNICA

TRANSDUCTORES PARA LA MEDICIÓN DE GASES ARTERIALES 








Hola alumnos, el día de hoy vamos a ver los transductores electroquímicos y los Biosensores, todos estos transductores convierten una señal química en una señal eléctrica medible y  tienen una gran utilidad en el campo de la medicina y sobre todo en los laboratorios de análisis clínicos y en con la miniaturización de la tecnología y gracias a los Biosensores algunos de estos equipos permiten hacer lecturas rápidas junto a la cama de los pacientes. 

Los transductores electroquímicos pueden utilizarse por ejemplo para medir cambios en el pH en muestras de sangre, y orina, también pueden medir cambios en la concentración de gases como el O2, el CO2, y también pueden usarse para medir cambios en los analítos de interés dentro de la química de la Sangre, lo que se conoce como analítos y parámetros de cuidados críticos. 

Es muy importante el que cuando hay un enfermo grave dentro de un hospital se le practiquen estudios de laboratorio de URGENCIA de cuyos resultados puede depender un buen tratamiento médico para curarlo o salvar su vida, pero en muchos hospitales el trabajo en los laboratorios de análisis clínicos es muy lento y a pesar de dar prioridad a los estudios de laboratorio de URGENCIAS la etapa pre-analítica-post es tan lenta que este tipo de resultados llegan a veces demasiado tarde a los doctores quizás cuando el paciente grave ya ha fallecido.  Por esta razón además de los estudios clásicos de laboratorio Clínico en base a equipos como el GASÓMETRO CLÍNICO, EL FLAMÓMETRO y los equipos de Química Clíncia que utilizaqn distintos tipos de sensores y transductores, también ahora se están creando equipos miniaturizados en base a los biosensores que permiten una lectura rápida de los parámetros  Clínicos junto a la cama del paciente crítico lo que permite una mejor calidad y eficacia de la atención a su salud en el momento crítico que está viviendo.


Figura 1: Algunos analítos de cuidados críticos




Figura 2 Rango de valores normales en sangre de los analítos de cuidados críticos.





Video 1: Material didáctico elaborado por M.en C: Lilia Maricela Padrón Morales para describir los distintos tipos de electrodos que utilizan los equipos de Gasometría Clínica








Video 2: Principios fisiológicos de gasometría


Video 3: Calibración de gasómetro GEM 3500 de IL (Instrumentation Laboratories)


Video 4: Calibración de otro modelo de gasómetro


Video 5: QC (Quality Control= Control de Calidad) en gasómetros mediante calibrado con ampolletas de control.


Figura 3: imagen de muestra de un reporte de resultados de un estudio a un paciente realizado por medio de un equipo de gasometría Clínica.


CLASE # 12
ACTIVIDADES Y TAREAS A REALIZAR
EN BIOINSTRUMENTACIÓN I TODAS LAS ACTIVIDADES SON INDIVIDUALES

1. Favor de estudiar, ilustrar, describir  y analizar cuidadosamente la PRUEBA O TEST DE ALLEN y explicar cuál es su uso, utilidad, ventajas y desventajas desde el punto de vista médico y de enfermería. 





2. Favor de investigar, describir, presentar e ilustrar ¿Cuáles son los parámetros críticos que se pueden obtener directamente de un Gasómetro Clínico? y poner todas las fórmulas necesarias para calcular los otros parámetros relevantes de una Gasometría Clínica. 




3. Favor de consultar libros de fisiología humana y en base a ellos hacer una presentación en power points en formato video *.mp4 en la que se ilustre el tema de  ACIDOSIS, ALCALOSIS, RESPIRATORIA O METABÓLICA, ETIOLOGÍA, SINTOMAS, CAUSAS Y TRATAMIENTOS.

4. Favor de buscar hojas de especificaciones, técnicas, datasheets e imágenes de 3 proveedores distintos de equipos de GASOMETRÍA CLÍNICA y describir los tipos de requerimientos tanto de las MUESTRAS A MEDIR, como los MÉTODOS DE TRANSDUCCIÓN UTILIZADOS Y LA FORMA DE CALIBRACIÓN Y CONTROL DE CALIDAD DE LOS ESTUDIOS.  También es importante el tiempo de respuesta del equipo para lectura y análisis de la muestra y despliegue de resultados, favor de presentar esto en una tabla comparativa de los 3 modelos distintos de gasómetros.

5. En el pasado se utilizaban tanques de gas con cargas certificadas para calibrar los equipos de Gasometría y ahora se utilizan productos y ampolletas con estándares de calibración, favor de describir estos dos tipos distintos de procedimientos de calibración de gasómetros clínicos y explicar también si los equipos deben ser calibrados o recalibrados cada que se trasladen de un lugar geográfico a otro considerando los cambios de altitud que pueden afectar las lecturas de las presiones parciales de los gases en el ser humano (ya que no es lo mismo si respiras aire a nivel del mar que si lo haces en la Cd. de México por ejemplo a más de 2000 mts de altitud sobre el nivel del mar)  Considerando las fórmulas de presión atmosférica según la altura P=densidad*g*h y las de los gases ideales P1V1/T1= P2V2/T2. 








lunes, 17 de mayo de 2021

CLASE # 11 DISTINTOS TIPOS DE TRANSDUCTORES PARA MEDICIONES BIOMÉDICAS

 CLASE # 11 

DISTINTOS TIPOS DE TRANSDUCTORES PARA 

MEDICIONES BIOMÉDICAS




Hola alumnos, en esta clase vamos a hablar de los distintos tipos de transductores que se pueden utilizar para mediciones biomédicas, para ello debemos de checar nuevamente la tabla 1.1 del libro de Webster y veremos que en la cuarta columna aparece "Standard Sensor or Method" y ahí aparecen una serie de nombres de distintos transductores para mediciones biomédicas en lenguaje Inglés, pues bien ahora en esta clase deseamos ver que significan esos términos como Strain Gage, LVDT, etc.

Este tema es muy importante para ustedes porque existe una gran variedad de señales que emite nuestro cuerpo que se pueden sensar, nuestro cuerpo puede emitir muchas señales que pueden ser medidas y detectadas tanto en sus valores normales como en caso de enfermedad y si las podemos detectar de forma apropiada podemos crear instrumentos biomédicos novedosos para mejorar la calidad de atención y diagnóstico de los pacientes. 

Tipos distintos de Señales biomédicas  

  1. Bioimpedancia
  2. Bioacústica
  3. Biomagnética
  4. Biomecánica
  5. Bioquímica
  6. Bioóptica
  7. Bioeléctrica


Favor de estudiar del Webster el Capítulo 1 y el Capítulo 2 les anexo el link o hipervínculo del texto. 


http://fa.bme.sut.ac.ir/Downloads/AcademicStaff/3/Courses/4/Medical%20instrumentation%20application%20and%20design%204th.pdf


Favor de analizar y estudiar el contendio de los siguientes videos. 



Video 1: Aplicaciones Biomédicas de transductores


Video 2: Descripción de principios de funcionamiento de transductores



Video 3: Principios de operación de transductores






CLASE # 11
TAREAS Y ACTIVIDADES A REALIZAR

Todas las actividades de esta clase son de tipo individual.

1. Favor de  ilustrar y explicar la fórmula, aplicaciones biomédicas  y el  principio de funcionamiento de los siguientes transductores y dispositivos.
Strain Gauge
Potenciómetros circulares
Potenciómetros lineales
Y hacer los cálculos necesarios para los mismos utilizando la configuración puente de Weathstone.

2. Favor de ilustrar y explicar la fórmula, aplicaciones biomédicas  y el principio de funcionamiento de los siguientes transductores y dispositivos mostrando los circuitos eléctricos equivalentes. 

Bobina
LVDT
Transformador ideal
Relevadores
Válvula Solenoide
Motor de D.C. 
Motor a pasos

3. Favor de explicar la formula, aplicaciones biomédicas  y el principio de funcionamiento  de los siguientes transductores y dispositivos mostrando los circuitos eléctricos equivalentes. 

Transductores capacitivos para medición directa del flujo sanguíneo
Micrófonos capacitivos
Micrófonos piezoeléctricos. 
Auxiliares y prótesis auditivas.

4. Favor de explicar e ilustrar las diferencias existentes entre los siguientes transductores utilizados para medir cambios en temperatura

Termistores NTC
Termistores PTC
Termopares
Termostátos.

5.. Explicar por Sistemas Respiratorio, Nervioso, Cardiovascular, músculo esquelético, Sanguíneo, Digestivo, etc. que es o cuál es la variable que se desea medir, cuales son las principales enfermedades o patologías  que se pueden detectar y diagnósticar,  con qué tipo de aparatos médicos  y  transductores podrian realizar mediciones de las distintas variables biomédicas de los diferentes sistemas que conforman el cuerpo humano.  Por ejemplo : En el Sistema Cardiováscular (Frecuencia Cardiaca, Gasto Cardiaco, Presión Arterial directa o indirecta y con que transductor la medirían y en el Sistema Respiratorio Frecuencia Respiratoria, Presión parcial de gases en  los pulmones, flujo respiratorio y así sucesivamente por ejemplo en el sistema músculo esquelético como medirian la movilidad de las articulaciones, etc. 



















CLASE # 15 SEGURIDAD ELÉCTRICA

 CLASE # 15 SEGURIDAD ELÉCTRICA Hola alumnos, antes que nada les recuerdo que con esta clase se completa el material que tienen que estudiar...