Progreso de la Impresión 3D de Dispositivos Médicos / Progress of the 3D Printing of Medical Devices

Resumen El trasplante de órganos y tejidos para dar solución a lesiones y defectos es un problema que con urgencia se debe tratar, pues aún existen dificultades en el proceso, como la escasez de donantes y el riesgo que ocasiona el rechazo inmunológico. La implantación de órganos y tejidos artificiales sugiere una mejor calidad de vida en los pacientes, sin embargo, se requiere de una técnica de manufactura que permita el desarrollo de estructuras complejas. La técnica de impresión 3D ofrece resolver las limitaciones actuales en el desarrollo de órganos y tejidos, ya que permite incorporar células en los biomateriales para la regeneración de diversas estructuras biológicas. Esta revisión resume los estudios más relevantes y el progreso en el desarrollo de implantes, prótesis e ingeniería de tejidos mediante impresión 3D, se introduce a los distintos biomateriales empleados en la manufactura aditiva, así como las diversas técnicas de impresión utilizadas en aplicaciones biomédicas.

Abstract Transplant of organs and tissues to solve injuries and defects is a problem that must be resolve urgently, because there are difficulties in the process, such as the shortage of donors and the risk caused by immunological rejection. The implantation of artificial organs and tissues suggests a better quality of life in patients, however, it requires a manufacturing technique that allows the development of complex structures. The 3D printing technique offers to solve the current limitations in the development of organs and tissues, allows the incorporation of cells in biomaterials for the regeneration of biological structures. This review summarizes the most relevant studies and progress in the development of implants, prosthesis and tissue engineering using 3D printing, introducing to the different biomaterials used in additive manufacturing, , as well as printing techniques used in biomedical applications.

Desarrollo de un Sistema con Potencial Aplicación de Fototerapia para Ictericia Neonatal / Design of a System with a Potential Application to Neonatal Jaundice Phototherapy

RESUMEN En este proyecto se diseñó y construyó un prototipo con potencial aplicación a un sistema de fototerapia para ictericia neonatal utilizando por primera vez LEDs de 10 W de alta potencia. Se describe la metodología aplicada para el diseño de los diferentes circuitos electrónicos que se utilizaron para la alimentación de la corriente de excitación de los LEDs, se describe el método de control de corriente mediante el uso de la modulación por ancho de pulsos, Pulse Width Modulation (PWM, por sus siglas en inglés), generados por el circuito integrado 555. Se diseñó la placa de circuito impreso mediante la ayuda del simulador Orcad Layout. Se utilizaron dos LEDs de alta potencia de 10 W para el propósito de conservar la intensidad requerida para el tratamiento, minimizando el espacio utilizado por la cantidad de LEDs utilizados en los equipos convencionales. Entre las limitaciones que se presentaron en esta investigación fue el uso de la plataforma Arduino, ya que se tienen varias oportunidades de mejora para darle el mejor uso al microcontrolador, y de esta manera digitalizar el sistema de una forma más completa, reduciendo la circuitería de control. El prototipo presentado cumple con los requerimientos necesarios para un sistema de fototerapia.

ABSTRACT This project consisted in the design and construction of a prototype with potential application to a phototherapy system for neonatal jaundice using for the first-time high power 10 W LEDs. The methodology for the design of different electronic circuits which were used for feeding the drive current of the LEDs, the current control method described using pulse width modulation (PWM) generated by the known 555 integrated circuit is described. The printed circuit board was designed with the help of the Orcad Layout simulator. Two high-power 10 W LEDs were used for maintaining the intensity required for the treatment, minimizing the space used by the number of LEDs used in the conventional equipment. Among the limitations presented in this research was the use of the Arduino platform, due to several improve that can be used to improve and increase the use of this microcontroller, and in this way to digitize the system, reducing the circuitry of control. The prototype presented meets the requirements for a phototherapy system according to the different references used.

Desarrollo de nanopartículas magnéticas Fe+32 X+21 O4 (X= Fe, Co y Ni) recubiertas con amino silano / Development of magnetic nanoparticles Fe+32 X+21 O4 (X= Fe, Co y Ni) coated by amino silane

Resumen: Las nanopartículas magnéticas se proponen como mediadores de calor en tratamientos de hipertermia. En este trabajo se desarrollaron tres materiales tipo núcleo-coraza de diferente composición y anisotropía magnética para determinar evaluar sus propiedades como tamaño de cristal, magnetización de saturación y efectuar su recubrimiento con moléculas orgánicas. El núcleo magnético de estos materiales se elaboró por medio de la reacción de coprecipitación, siguiendo la relación estequiométrica X+2Fe2 +3O4 donde x es Fe, Co o Ni para cada material. A partir de los patrones de difracción de rayos x se determinó el tamaño de cristal de cada material, éstos fueron de 10.39 nm, 7.27 nm y 3.86 nm; además la magnetización fue de 55.84 emu/g, 36.56 emu/g y 16.21 emu/g para la magnetita, la ferrita de cobalto y de níquel respectivamente. Cada material se recubrió con aminosilano y mediante FTIR se identificaron los modos vibracionales de los enlaces C-N, N-H, C-H y Si-O involucrados en el recubrimiento.

Abstract: Magnetic nanoparticles are proposed as heat mediators in hyperthermia treatments. In this work, three core-shell materials of different composition and magnetic anisotropy were developed to determine their properties as crystal size, saturation magnetization and their coating with organic molecules. The magnetic core of these materials was made by means of the coprecipitation reaction, following the stoichiometric ratio X+2Fe2 +3O4 where X is Fe, Co or Ni for each material. From the X-ray diffraction patterns the crystal size of each material was determined, these were 10.39 nm, 7.27 nm y 3.86 nm. In addition, magnetization was 55.84 emu/g, 36.56 emu/g y 16.21 emu/g for magnetite, cobalt ferrite and nickel respectively. Each material was coated with aminosilane and by FTIR the vibrational modes of the C-N, N-H, C-H and Si-O bonds involved in the coating were identified.