Tecnologia e inovação na formação profissional: uma análise crítica / Tecnología e innovación en la formación profesional: un análisis crítico / Technology and innovation in professional education: a critical analysis

O objetivo deste estudo consiste em analisar os efeitos psicossociais que as áreas de tecnologia e inovação ganharam na atualidade bem como seus impactos na formação profissional. Para tanto, a pesquisa conta com um breve resgate histórico no qual apresentamos como os elementos da inovação tecnológica produzem efeitos locais e históricos que se tornam norteadores da vida urbana contemporânea. A parte empírica apresenta um estudo qualitativo descritivo que conta com depoimentos de cinco docentes engenheiros que atuam em uma universidade pública federal localizada no interior do estado do Paraná. Os resultados demonstram que essa área é conectada às prescrições voltadas ao desempenho laboral e ao enaltecimento do uso da tecnologia no cotidiano. Com isso, ela fica distante de uma análise crítica sobre os efeitos psicossociais trazidos por tais aplicações, especialmente no que se refere à colocação profissional. Como conclusão parcial, destaca-se que as práticas voltadas para a tecnologia e a inovação atendem a demandas populacionais, empresariais e governamentais de diferentes tipos, reafirmando sua importância para a organização social. Ao mesmo tempo, tornou-se evidente o quanto a área carece de uma análise crítica acerca de suas ações na esfera da inclusão e exclusão sociais.

El objetivo de este estudio consiste en analizar los efectos psicosociales que las áreas de tecnología e innovación ganaron en la actualidad, así como sus impactos en la formación profesional. Para tanto, la investigación cuenta con un breve rescate histórico en el cual presentamos como los elementos de la innovación tecnológica producen efectos locales e históricos que se vuelvan orientadores de la vida urbana contemporánea. La parte empírica presenta un estudio cualitativo descriptivo que cuenta con testimonios de cinco docentes ingenieros que actúan en una universidad pública federal localizada en el interior del estado de Paraná. Los resultados apuntan que esa área es conectada a las prescripciones volcadas al desempeño laboral y al reconocimiento del uso de la tecnología en el cotidiano. Con eso, ella se queda distante de un análisis crítico sobre los efectos psicosociales traídos por tales aplicaciones, especialmente en lo que se refiere a la colocación profesional. Como conclusión parcial, se pone de relieve que las prácticas volcadas a la tecnología y la innovación atenden a las demandas de populaciones, empresariales y gubernamentales de distintos tipos, reafirmando su importancia para a organización social. A la vez, se volvió evidente lo cuanto el área necesita de un análisis crítico acerca de sus acciones en la esfera de la inclusión y exclusión sociales.

This study aims to analyze the psychosocial effects gained by technology and innovation areas nowadays, as well as their impacts on professional education. To this end, this research includes a brief historical overview in which we present how elements of technological innovation produce local and historical effects that guide contemporary urban life. The empirical section presents a descriptive qualitative study that includes statements from five engineering professors who work at a public university located in the interior of the state of Paraná, Brazil. The results indicate that engineering is connected to prescriptions focused on work performance and the endorsement of technology use in daily life. Thus, it remains distant from a critical analysis of the psychosocial effects brought about by technological innovations, particularly concerning job placement. As a partial conclusion, we highlight that practices related to technology and innovation meet the demands of different types of populations, companies, and governments, reinforcing their relevance for social organization. At the same time, it is evident that the area lacks a critical analysis regarding its actions in the sphere of social inclusion and exclusion.

A Review on the Advances of Biocompatible Materials and Their Processing Via Additive Manufacturing for Tissue Engineering Applications / Una Revisión de los Avances en Materiales Biocompatibles y su Procesamiento Mediante Manufactura Aditiva Para Aplicaciones en Ingeniería de Tejidos

Abstract: About two decades ago, medicine experienced a revolutionary approach, driven by technological development in manufacturing techniques and scientific advances in the medical and life sciences, the field took on the challenge of regenerating tissue and organs damaged by disease, trauma, or hereditary issues, incorporating additive manufacturing as one of its strategies. Since its inception, regenerative medicine has developed techniques like tissue engineering, cellular therapy, medical devices, and artificial organs to provide wound healing and orthopedic applications. The incorporation of additive manufacturing allowed to recreate biologically appropriate environments for cell reproduction and growth that, eventually, lead to useful, regenerated tissue or organs. The objective of the present work is to review recent advances in the application of additive manufacturing techniques and ad hoc biomaterials in the field of regenerative medicine, to determine their impact in the development of new therapies for tissue engineering.

Resumen: Hace aproximadamente dos décadas, la medicina experimentó un enfoque revolucionario, impulsado por el desarrollo tecnológico en técnicas de fabricación y los avances científicos en las ciencias médicas y de la vida. El campo asumió el desafío de regenerar tejidos y órganos dañados por enfermedades, traumatismos o problemas hereditarios, incorporando la fabricación aditiva como una de sus estrategias. Desde su inicio, la medicina regenerativa ha desarrollado técnicas como la ingeniería de tejidos, la terapia celular, los dispositivos médicos y los órganos artificiales para proporcionar cicatrización de heridas y aplicaciones ortopédicas. La incorporación de la fabricación aditiva ha permitido recrear entornos biológicamente apropiados para la reproducción y crecimiento celular, lo que eventualmente ha llevado a la obtención de tejidos u órganos regenerados útiles. El objetivo de este trabajo es revisar los avances recientes en la aplicación de técnicas de fabricación aditiva y biomateriales ad hoc en el campo de la medicina regenerativa, para determinar su impacto en el desarrollo de nuevas terapias para la ingeniería de tejidos.

Rentabilidad contable y EVA de la empresa colombiana constructora de otras obras de ingeniería civil

El objetivo de la investigación es evaluar la rentabilidad contable y el valor económico agregado de la constructora colombiana de otras obras de ingeniería civil en el período 2016-2021, mediante un método de análisis estático y de tendencias de indicadores contables y de gestión de valor Se encuentra que las ventas, activos y utilidad neta de la constructora fluctúan; logra rentabilidades sobre el patrimonio en cuatro años y en promedio, donde sobresale la eficacia en el control de costos y gastos como factor determinante en su comportamiento. No obstante, esta rentabilidad es menor que la constructora de mayores ventas en Colombia y aún más baja que la de su homóloga en países emergentes. Pese a las rentabilidades contables positivas de la constructora colombiana de otras obras de ingeniería civil, esta destruye valor económico agregado en cinco años y el valor de mercado agregado en el sexenio es negativo. Este resultado difiere al de la constructora afín en economías emergentes que crea valor económico agregado en cuatro años y el valor de mercado agregado es positivo en el sexenio. CLASIFICACIÓN JEL G30, L74, M4I

The objective of the research is to evaluate the accounting profitability and added economic value of the Colombian construction company of other civil engineering works in the period 2016-2021, through a method of static analysis and trends of accounting indicators and value management. The construction company's sales, assets, and net income are found to fluctuate; It achieves returns on equity in four years and on average, where efficiency in cost and expense control stands out as a determining factor in its behavior However this profitability is lower than that of the construction company with the highest sales in Colombia and even lower than that of its counterpart in emerging countries. Despite the positive accounting returns of the Colombian construction company of other civil engineering works, it destroys added economic value in five years and the added market value in the six years is negative. This result differs from that of the similar construction company in emerging economies, which creates added economic value in four years and the added market value is positive in six years. JEL CLASSIFICATION G30, L74, M4I

O objetivo da pesquisa é avaliar a rentabilidade contabilística e o valor econômico agregado da construtora colombiana de outras obras de engenharia civil no período 2016-2021, através de um método de análise estática e tendências de indicadores contábeis e gestão de valor. As vendas, os ativos e o lucro líquido da construtora flutuam; Obtém rentabilidade sobre o patrimônio em quatro anos e em média, onde a eficiencia no controle de custos e despesas se destaca como fator determinante em seu comportamento. No entanto, essa rentabilidade é inferior à da construtora com maior faturamento na Colômbia e ainda inferior à de sua congênere nos países emergentes. Apesar dos retornos contábeis positivos da construtora colombiana de outras obras de engenharia civil, ela destrói valor econômico agregado em cinco anos e o valor agregado de mercado em seis anos é negativo. Esse resultado difere do da construtora similar nas economias emergentes, que cria valor econômico agregado em quatro anos e o valor agregado de mercado é positivo em seis anos. CLASSIFICAÇÃO JEL G30, L74, M41

Utilidad de la tecnología CAD/CAM en la fabricación de prótesis dentales

La tecnología CAD/CAM es una forma innovadora relacionada con la implementación de técnicas digitales para mejorar las restauraciones prostéticas en un paciente, entre ellas, las destinadas a la estética dental. El presente estudio tiene el objetivo de describir la utilidad de la tecnología CAD/CAM en la fabricación de prótesis dentales. Para ello se realizó una revisión de la literatura médica disponible en las bases de datos PubMed/Medline, Scopus y SciELO, mediante fórmulas de búsqueda avanzada; se seleccionaron artículos en idioma español e inglés. En la actualidad, con esta tecnología se ha logrado combinar estética, resistencia y precisión en la restauración directa, además de garantizarse una mayor duración y años de funcionalidad para cada una de las prótesis, coronas e implantes. La calidad de vida y satisfacción referidas por los pacientes portadores de piezas producidas con esta tecnología, es superior a las manifestadas por aquellos tratados con piezas de fabricación tradicional. El uso de técnicas de inteligencia artificial y biomateriales representará un cambio cualitativo y cuantitativo en el uso de los sistemas CAD/CAM.

CAD/CAM technology is an innovative way related to the implementation of digital techniques to improve prosthetic restorations in a patient, including those intended for dental aesthetics. The objective of this study is to describe the usefulness of CAD/CAM technology in the dental prostheses manufacture. A review of the medical literature available in the PubMed/Medline, Scopus and SciELO databases was carried out, using advanced search formulas; Articles in Spanish and English were selected. Currently, with this technology it has been possible to combine aesthetics, resistance and precision in direct restoration, in addition to guaranteeing greater duration and years of functionality for each of the prostheses, crowns and implants. The quality of life and satisfaction reported by patients wearing parts produced with this technology is higher than those reported by those treated with traditionally manufactured parts. The use of artificial intelligence and biomaterials techniques will represent a qualitative and quantitative change in the use of CAD/CAM systems.

Descelularización y regeneración de tráquea porcina: un acercamiento a la ingeniería tisular / Decellularization and Regeneration of Porcine Trachea: an Approach to Tissue Engineering

Resumen Antecedentes: la ingeniería tisular permite obtener órganos como injertos a partir de tejidos descelularizados, regenerados con células autólogas. Objetivo: descelularizar y regenerar tráqueas porcinas. Material y métodos: se descelularizaron tráqueas porcinas colocándolas cada una en el epiplón de cuatro cerdos Yorkshire para su regeneración in vivo. Una tráquea desce-lularizada con tritón (DT), descelularizada con desoxicolato (DD), descelularizada con desoxicolato y reforzada con un polímero y células epiteliales (DDR), y una nativa crio-preservada (NC). Después de 8 días se obtuvieron la DD, NC y DDR; y al día 15, la DT. Se las evaluó mecánica e histológicamente, se realizó el análisis casuístico. Resultados: las tráqueas descelularizadas conservaron la integridad del cartílago, sin diferencias mecánicas, excepto la DDR con mayor rigidez. Las tráqueas regeneradas presentaron menor rigidez, excepto la DDR que además perdió el epitelio y la vascula-ridad. Las DT, DD mostraron epitelio no respiratorio, fibrosis y vasculogénesis con in-flamación. Conclusiones: las matrices conservaron sus características mecánicas. La regenera-ción in vivo ofrece ventajas como la esterilidad, interacción celular, nutrientes; es senci-llo, factible y económico, pero no hay control del crecimiento celular y vascularización, y los tejidos presentaron alteraciones mecánicas e histológicas. El polímero impidió la re-epitelialización y revascularización. Este estudio abre la posibilidad de mejorar las me-todologías de ingeniería tisular aplicadas al tejido traqueal.

Abstract Introduction: tissue engineering makes it possible to obtain organs as grafts from de-cellularized tissues, regenerated with autologous cells.Objective: decellularize and regenerate porcine tracheas.ARTÍCULO ORIGINAL | Respirar, 2023; 15(3): 188-199 | ISSN 2953-3414 | https://doi.org/10.55720/respirar.15.3.5RECIBIDO: 9 agosto 2023ACEP TADO: 31 agosto 2023 Elisa Barrera-Ramírezhttps://orcid.org/0000-0002-2778-0882Rubén Efraín Garrido-Cardonahttps://orcid.org/0000-0001-6083-5403Alejandro Martínez-Martínezhttps://orcid.org/0000-0003-3448-910XLuis Fernando Plenge-Tellecheahttps://orcid.org/0000-0002-1619-5004Edna Rico-Escobarhttps://orcid.org/0000-0002-0933-0220Esta revista está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento 4.0 Internacional. Respirar 2023; 15 (3): 189ARTÍCULO ORIGINAL / E. Barrera-Ramírez, R.E. Garrido-Cardona, A. Martínez-Martínez, L.F. Plenge-Tellechea, E. Rico-EscobarDescelularización y regeneración de tráqueaISSN 2953-3414Materials and Methods: Porcine tracheas were decellularized by placing each one in the omentum of four Yorkshire pigs for regeneration in vivo. A trachea decellularized with triton (DT), decellularized with deoxycholate (DD), decellularized with deoxycho-late and reinforced with a polymer, and epithelial cells (DDR), and a cryopreserved na-tive (NC). After 8 days, the DD, NC and DDR were obtained; and on day 15, the DT. The evaluation was mechanically and histologically, performing the case analysis.Results: the decellularized tracheas preserved the integrity of the cartilage, with no me-chanical differences, except for the DDR with greater rigidity. The regenerated trache-as presented less rigidity, except the DDR, which also lost the epithelium and vascular-ity. The DT, DD showed non-respiratory epithelium, fibrosis and vasculogenesis with inflammation.Conclusions: the matrices retained their mechanical characteristics, in vivo regenera-tion offers advantages such as sterility, cell interaction, nutrients; it is simple, feasible and economical, but there is no control of cell growth and vascularization, and the tis-sues presented mechanical and histological alterations. The polymer prevented re-epi-thelialization and revascularization. This study opens the possibility of improving tissue engineering methodologies applied to tracheal tissue.

Estudio de biocompatibilidad de matrices poliméricas combinadas, responsivas al pH, con aplicación en Ingeniería de Tejido Óseo / Biocompatibility study of combined pH-responsive polymeric matrices with application in Bone Tissue Engineering

El presente trabajo muestra la obtención de un material a partir de un polímero sintético (TerP) y otro natural, mediante entrecruzamiento físico y su caracterización fisicoquímica y biológica, con el fin de emplearlos para regeneración de tejido óseo. Las membranas fueron obtenidas por la técnica de evaporación del solvente y caracterizadas por espectroscopia FTIR, ensayos de hinchamiento, medidas de ángulo de contacto y microscopia electrónica de barrido (SEM). Se encontró que la compatibilidad entre los polímeros que la constituyen es estable a pH fisiológico y que, al incorporar mayor cantidad del TerP a la matriz, esta se vuelve más hidrofóbica y porosa. Además, teniendo en cuenta la aplicación prevista para dichos materiales, se realizaron estudios de biocompatibilidad y citotoxicidad con células progenitoras de médula ósea (CPMO) y células RAW264.7, respectivamente. Se evaluó la proliferación celular, la producción y liberación de óxido nítrico (NO) al medio de cultivo durante 24 y 48 horas y la expresión de citoquinas proinflamatorias IL-1ß y TNF-α de las células crecidas sobre los biomateriales variando la cantidad del polímero sintético. Se encontró mayor proliferación celular y menor producción de NO sobre las matrices que contienen menos proporción del TerP, además de poseer una mejor biocompatibilidad. Los resultados de este estudio muestran que el terpolímero obtenido y su combinación con un polímero natural es una estrategia muy interesante para obtener un biomaterial con posibles aplicaciones en medicina regenerativa y que podría extenderse a otros sistemas estructuralmente relacionados. (AU)

In the present work, the preparation of a biomaterial from a synthetic terpolymer (TerP) and a natural polymer, physically crosslinked, is shown. In order to evaluate the new material for bone tissue regeneration, physicochemical and biological characterizations were performed. The membranes were obtained by solvent casting and characterized using FTIR spectroscopy, swelling tests, contact angle measurements, and scanning electron microscopy (SEM). It was found that the compatibility between the polymers is stable at physiological pH and the incorporation of a higher amount of TerP into the matrix increases hydrophobicity and porosity.Furthermore, considering the intended application of these materials, studies of biocompatibility and cytotoxicity were conducted with Bone Marrow Progenitor Cells (BMPCs) and RAW264.7 cells, respectively. Cell proliferation, NO production and release into the culture medium for 24 and 48 hours, and proinflammatory cytokine expression of IL-1ß and TNF-α from cells grown on the biomaterials while varying the amount of the synthetic polymer were evaluated. Greater cell proliferation and lower NO production were found on matrices containing a lower proportion of TerP, in addition to better biocompatibility. The results of this study demonstrate that the obtained terpolymer and its combination with a natural polymer is a highly interesting strategy for biomaterial preparation with potential applications in regenerative medicine. This approach could be extended to other structurally related systems. (AU)

Trayectorias de la enseñanza de las matemáticas en ingeniería: entornos colombiano y norteamericano

RE S U M E N Este texto presenta una revisión sistemática de artículos científicos, tipo scoping review, sobre educación matemática en programas de ingeniería, en los entornos colombiano y norteamericano, durante el periodo 2000 - 2020. La exploración, surgida del proyecto de investigación "Fundamentos teóricos y metodológicos de la enseñanza de la matemática en ingeniería", siguió los protocolos del Instituto Joanna Briggs y consideró literatura especializada incluida en Scopus y Publindex. La información, clasificada como "experiencia pedagógica", "reflexión" o "revisión", permitió describir tendencias de investigación y acción respecto a la enseñanza, el aprendizaje, el currículo y la evaluación de las matemáticas en ingeniería. Los resultados permitieron concluir que en el contexto norteamericano existe un interés significativo por la investigación sobre el aprendizaje, el currículo y la evaluación de las matemáticas en ingeniería, desde enfoques sistêmicos, interdisciplinarios y socioculturales. En contraste, la literatura sobre el tema en Colombia presenta una tendencia al estudio de procesos de enseñanza, desde perspectivas disciplinares y cognitivas de la educación matemática.

This paper presents a systematic review of scientific articles, scoping review type, on mathematics education in engineering programs, in the Colombian and North American environments, during the period 2000 - 2020. The exploration, which arose from the research project "Theoretical and methodological foundations of mathematics education in engineering", followed the protocols of the Joanna Briggs Institute and considered specialized literature included in Scopus and Publindex. The information, classified as "pedagogical experience", "reflection" or "review", allowed describing research and action trends regarding teaching, learning, curriculum and assessment of engineering mathematics. The results allowed concluding that in the North American context there is a significant interest in research on learning, curriculum and assessment of engineering mathematics, from systemic, interdisciplinary and sociocultural approaches. In contrast, the literature on the subject in Colombia presents a tendency to study teaching processes from disciplinary and cognitive perspectives of mathematics education.

Este texto apresenta uma revisão sistemática de artigos científicos, tipo revisão de escopo, sobre educação matemática em programas de engenharia, nos ambientes colombiano e norte-americano, durante o período de 2000 a 2020. A exploração, decorrente do projeto de pesquisa "Fundamentos teóricos e metodológicos da educação matemática em engenharia", seguiu os protocolos do Instituto Joanna Briggs e considerou literatura especializada incluída no Scopus e no Publindex. As informações, classificadas como "experiência pedagógica", "reflexão" ou "revisão", permitiram descrever as tendências de pesquisa e ação em relação ao ensino, aprendizagem, currículo e avaliação da matemática de engenharia. Os resultados levaram à conclusão de que no contexto norte-americano há um interesse significativo na pesquisa sobre aprendizagem, currículo e avaliação de matemática de engenharia a partir de abordagens sistêmicas, interdisciplinares e socioculturais. Em contraste, a literatura sobre o assunto na Colômbia mostra uma tendência a estudar os processos de ensino a partir de perspectivas disciplinares e cognitivas da educação matemática.

Evaluación de la dinámica de impregnación al vacío de cogollos de palma de iraca

Aunque los cogollos de la palma de iraca pueden ser empleados como fuente para la alimentación humana, la mayoría de la información disponible es para la producción de artesanías. Se evaluó la respuesta a la impregnación al vacío (IV) de cogollos frescos de palma de iraca (CFPI), con una solución isotónica de NaCl (0,6 %). Se utilizó la metodología de superficie de respuesta, con un diseño central compuesto ((=1), considerando las siguientes variables independientes: el diámetro de los cogollos (10-15 mm), el tiempo en la etapa de vacío T1 (3-5 minutos) a presión de vacío (4.1 kPa) y el tiempo en la etapa a presión atmosférica local (85,32 kPa), T2 (3-5 min). Las variables dependientes que se tomaron en cuenta fueron fracción volumétrica de impregnación en la etapa de vacío (X1), deformación volumétrica final (g), fracción volumétrica final (X) y porosidad eficaz (Ee). La dinámica de la IV del CFPI identificó que el proceso comporta una expansión volumétrica en la matriz, la cual, finalmente, contribuye a la transferencia de masa del líquido isotónico al interior de la estructura. La microestructura porosa del CFPI es compatible con el proceso de IV, permitiendo los siguientes parámetros de impregnación: g1 (0,451%), X1 (11,457%), g (2,569%), X (17,386%) y Ee (17,036%). La respuesta a la IV en los CFPI identifica a esta matriz alimentaria como adecuada, para la incorporación de componentes fisiológicamente activos.

Although the buds of the iraca palm could be employed as a source of human food, most of the information available is to produce handicrafts. The response to vacuum impregnation (VI) was evaluated in fresh iraca palm buds (FIPB) with an isotonic NaCl solution (0.6 %). The response surface methodology was obtained, with a central compound design (a= 1), considering the following independent variables: The diameter of the buds (10-15 mm), the time in the vacuum stage T1 (3-5 minutes) at vacuum pressure (4.1 kPa) and the time in the stage at local atmospheric pressure (85.32 kPa), T2 (3-5 min). The dependent variables considered were the volumetric fraction of impregnation in the vacuum stage (X1), the final volumetric deformation (g), the final volumetric fraction (X), and the effective porosity (Ee). FIPB VI dynamics identified that the process involves a volumetric expansion in the matrix, which ultimately contributes to the mass transfer of the isotonic liquid into the structure. The porous microstructure of the FIPB is compatible with the VI process, allowing the following impregnation parameters: g1 (0.451 %), X1 (11.457 %), g (2.569 %), X (17.386%), and Ee (17.036 %). The response to VI in FIPB identifies this food matrix as suitable for the incorporation of physiologically active components.

Metodología para el desarrollo del sistema Web para la gestión de los programas de maestría del Instituto Pedro Kourí / Development Methodology of the Web System for the Management of Master's Programs at "Pedro Kourí" institute

Para llevar a cabo proyectos de desarrollo de software y como resultado final obtener un producto de alta calidad, con un bajo costo, un mínimo de esfuerzo y su entrega en tiempo, resultan fundamentales las actividades ejecutadas durante cada fase del proceso de construcción del software, en el que la identificación y elección de la metodología apropiada juegan un papel significativo para el éxito del proyecto. El objetivo del trabajo es proponer una metodología de desarrollo de software en ambiente web, para la gestión de los programas de maestrías del Instituto Pedro Kourí. Para llevar a cabo esta tarea se realizó una revisión sobre las metodologías de desarrollo de software existentes, los principios y fundamentos de las mejores prácticas para las metodologías ágiles y las tradicionales más relevantes en la actualidad, se estableció una comparación entre las metodologías seleccionadas y se propuso la metodología RUP (Rational Unified Process por sus siglas en inglés) para el desarrollo de los procesos de ingeniería de software del sistema web para la gestión de los programas de maestrías del Instituto Pedro Kourí(AU)

To carry out software development projects and as a final result obtain a high-quality product, with a low cost, a minimum of effort and its delivery on time, the activities carried out during each phase of the software construction process are fundamental, in which the identification and choice of the appropriate methodology play a significant role for the success of the project. The objective of the work is to propose a methodology for software development in a web environment, for the management of the master's programs of the Pedro Kourí Institute. To carry out this task, a review is carried out on the existing software development methodologies, the principles and foundations of best practices for agile methodologies and the most relevant traditional ones today, a comparison is established between the selected methodologies and the Rational Unified Process (RUP) methodology is proposed for the development of the software engineering processes of the web system for the management of the master's programs of the Pedro Kourí Institute(AU)

Reseña del Libro: "Medicine-Based Informatics and Engineering" Lecture Notes in Bioengineering, Springer, 2022 / Book Review: "Medicine-Based Informatics and Engineering" Lecture Notes in Bioengineering, Springer, 2022

RESUMEN El presente trabajo es una reseña original sobre el libro "Medicine-Based Informatics and Engineering" publicado en la colección Lecture Notes in Bioengineering de Springer, en 2022, cuyos editores son los investigadores Franco Simini y Pedro Bertemes-Filho. La reseña busca sintetizar el contenido de los trabajos presentados en los capítulos centrándose en las soluciones desarrolladas. Los editores, a partir de la diversidad de los aportes, vislumbran la integración de visiones, en lo que denominan "Ingeniería Médica".

ABSTRACT This paper is an original review of the book "Medicine-Based Informatics and Engineering" published in Springer's Lecture Notes in Bioengineering collection, in 2022, whose editors are Franco Simini and Pedro Bertemes-Filho. The review aims to synthesize the content of the papers presented in the chapters focusing on the solutions developed. The editors, from the diversity of the contributions, envision the integration of visions, in what they call "Medical Engineering".

Ingenieria y ciencias de la vida: Relación simbiótica para la supervivencia humana / Engineering and Life Sciences: Symbiotic relationship for the human survival / Engenharia e Ciências da Vida: Relação simbiótica para a sobrevivência humana

RESUMEN Aunque los desarrollos que surgen del trabajo conjunto entre ingenieros y científicos de la vida han aumentado y mejorado en las últimas décadas, todavia hay muchas cosas que hacer en esta relación. Una de ellas es la mejora urgente del sistema de salud, porque si bien la tecnologia es importante para mejorar el diagnóstico y el tratamiento, también es necesario superar los complejos problemas de cobertura, calidad, equidad y atención oportuna que sufren los pacientes en muchas partes del planeta. Los gobiernos deben tener el presupuesto adecuado para satisfacer las necesidades en salud de sus ciudadanos y fortalecer el sistema para ampliar la cobertura y mejorar su calidad. Estas son tareas pendientes que deben abordarse desde la experiencia de la ingenieria para gestionar y organizar sistemas, en un trabajo armonioso con científicos de la salud e involucrando a pacientes, médicos, gobiernos, fabricantes, otras disciplinas y la sociedad en general.

AВSTRАСT Although the developments that arise from the joint work between engineers and life scientists have increased and improved in recent decades, there are still many things to do in this relationship. One of them is the urgent improvement of the health system because although technology is important to improve diagnosis and treatment, it is also necessary to overcome the complex problems of coverage, quality, equity and timely attention that patients suffer in many parts of the planet. Governments need to have the appropriate budget to meet the health needs of their citizens and strengthen the health system to expand coverage and improve its quality These are pending tasks that must be addressed from the experience of engineering to manage and arrange systems, in harmonious work with health scientists and involving patients, doctors, governments, manufacturers, other disciplines and society in general.

RESUMO Embora os desenvolvimentos decorrentes do trabalho conjunto entre engenheiros e cientistas da vida tenham aumentado e melhorado nas últimas décadas, ainda há muito a ser feito nesta relação. Uma delas é a melhoria urgente do sistema de saúde, pois embora a tecnologia seja importante para melhorar o diagnóstico e o tratamento, também é necessário superar os complexos problemas de cobertura, qualidade, eqüidade e cuidado oportuno que os pacientes sofrem em muitas partes do mundo. Os governos devem ter orçamentos adequados para atender às necessidades de saúde de seus cidadãos e fortalecer o sistema para expandir a cobertura e melhorar a qualidade. Estas são tarefas pendentes que devem ser abordadas pela engenharia especializada para administrar e organizar sistemas, trabalhando harmoniosamente com cientistas da saúde e envolvendo pacientes, médicos, governos, fabricantes, outras disciplinas e a sociedade em geral.

Efecto del uso de secretoma de células madre mesenquimales sobre heridas cutáneas. Análisis comparativo in vitro e in vivo de tres tipos de secretoma / Effects of mesenchymal stem cell secretome on skin wounds. In vitro and in vivo comparative analysis of three types of secretome

Introducción y objetivo: Los avances en el campo de la Ingeniería Tisular han promovido el desarrollo de sustitutos de piel y su aplicación en el campo de la Cirugía Plástica. Uno de los principales inconvenientes de la bioingeniería de la piel es la necesidad de obtener una gran cantidad de células viables en periodos cortos de tiempo, lo que conlleva que el proceso de biofabricación sea largo y complejo. En este estudio se pretende valorar los efectos de la aplicación de tres tipos diferentes de secretoma derivados de células madre mesenquimales humanas en cultivos de fibroblastos con el objetivo de favorecer la escalabilidad de los procesos de fabricación de piel artificial. Material y método: Se evaluaron los efectos a las 24, 48 y 72 horas sobre la viabilidad, la proliferación y la migración celular de fibroblastos humanos tras la aplicación de dos concentraciones (C1 y C2) de tres tipos diferentes de secretoma derivado de células madre mesenquimales humanas. Los resultados in vitro fueron contrastados en un modelo in vivo. Resultados: El uso de secretoma derivado de células madre mesenquimales mejoró los protocolos de cultivo de fibroblastos actualmente disponibles. El uso de secretoma se asoció a un aumento de la proliferación y migración celular manteniendo cifras altas de viabilidad. Los datos fueron especialmente positivos para el secretoma de células madre mesenquimales de pulpa dental y de tejido adiposo. Conclusiones: El efecto de la aplicación de secretoma procedentes de células madre mesenquimales permite mantener cifras de viabilidad celular elevadas, además de incrementar el ritmo de proliferación de fibroblastos. Los estudios in vivo e in vitro no evidenciaron efectos adversos a corto plazo. (AU)

Background and objective: Advances in Tissue Engineering promoted the development of skin substitutes. One of the main drawbacks of skin bioengineering is the requirement of a considerable quantity of viable cells in short periods of time, which leads to a challenging biofabrication process. This article aims to analyse the effects of the application of three different types of human mesenchymal stem cell-derived secretome in fibroblast cultures. The final goal is to achieve new strategies to promote the scalability of artificial skin manufacturing processes. Methods: The effects of the three different types of human mesenchymal stem cell-derived secretome were analyzed at 24, 48 and 72 hours. To study cell viability, cell proliferation and cell migration we exposed human fibroblasts to different secretome concentrations (C1 and C2). An in vivo study was proposed to corroborate in vitro results. Results: The use of mesenchymal stem cell-derived secretome improved the currently available fibroblast culture protocols. The use of secretome was associated with increased cell proliferation and cell migration while maintaining high viability values. Data were especially positive when secretome from dental pulp mesenchymal stem cells and adipose tissue mesenchymal stem cells were applied. Conclusions: The application of mesenchymal stem cell-derived secretome maintained high cell viability data and increased fibroblast proliferation. In vivo and in vitro studies showed no short-term adverse effects. (AU)

Regeneración en recesiones periodontales. Valor de la fibrina rica en plaquetas en la terapéutica mucogingival / Regeneration in periodontal recessions. Value of platelet-rich fibrin in mucogingival therapy

RESUMEN Introducción: Los mecanismos reparativos logrados con los procedimientos de cobertura radicular presentan una gran complejidad por el crecimiento adelantado del tejido epitelial y conectivo gingival durante la cicatrización, por lo que en la actualidad se promueven nuevas técnicas plásticas que permiten no solo el aislamiento de estos, sino el aporte de elementos biológicos que pueden tributar a una regeneración de varios de los tejidos perdidos por la enfermedad distrófica. Objetivo: Describir los procesos de regeneración de los tejidos perdidos por la enfermedad distrófica, durante la cicatrización de las diferentes técnicas plásticas periodontales. Método: Se realizó una revisión bibliográfica de la literatura disponible, a través de la búsqueda automatizada en las bases de datos: SciELO, Pubmed, Scopus y Elsevier, que abarcaron los años desde el 2012 hasta el 2021. Se evaluaron 98 artículos, y el estudio se circunscribió a los 35 que se enfocaban de manera integral en la temática. Conclusiones: El proceso de cicatrización de los injertos de tejidos blandos se logra a expensas de la migración del epitelio gingival sobre la porción coronaria de la recesión periodontal y una inserción fibrosa en la región apical del injerto. Con la regeneración tisular guiada se logra mantener al epitelio en una posición coronal a la recesión periodontal y una conexión fibrosa en la mayor extensión de la raíz expuesta. La membrana de fibrina rica en plaquetas actúa como barrera que modula la regeneración del sitio y aporta factores de crecimiento y otros elementos celulares que inducen el proceso regenerativo.

ABSTRACT Introduction: the reparative mechanisms achieved with root coverage procedures present a great complexity due to the advanced growth of the gingival epithelial and connective tissue during healing, for which new plastic techniques are currently promoted, allowing us not only the isolation of these, but the contribution of biological elements that can contribute to a regeneration of several of the tissues lost by dystrophic disease. Objective: to describe the regeneration processes of the tissues lost by the dystrophic disease, during the healing of the different periodontal plastic techniques. Methods: a bibliographic review of the available literature was carried out through the automated search in SciELO, Pubmed, Scopus and Elsevier databases from 2012 to 2021. A number of 98 articles was evaluated, and the study was limited to the 35 that focused comprehensively on the subject. Conclusions: the healing process of soft tissue grafts is achieved at the expense of the migration of the gingival epithelium over the coronary portion of the periodontal recession and a fibrous insertion in the apical region of the graft. It is possible to maintain the epithelium in a coronal position to the periodontal recession and a fibrous connection in the greatest extension of the exposed root with guided tissue regeneration. The platelet-rich fibrin membrane acts as a barrier that modulates the regeneration of the site and provides growth factors and other cellular elements that induce the regenerative process.

Las normas técnicas para la formación en ingeniería biomédica, tecnología y administración en salud / Technical standards for the training in biomedical engineering, health technology and health management

Introducción: Los documentos normativos establecen el estado del arte relacionado con determinado campo del conocimiento. Existe una gran cantidad de normas relacionadas con los servicios de salud y su gestión, cuya aplicación es relevante en este sector. Objetivo: Exponer la importancia de las normas técnicas en la formación de los profesionales en ingeniería biomédica, tecnología y administración en salud. Desarrollo: Diferentes aspectos relacionados con el desempeño y las funciones de los profesionales en ingeniería biomédica, tecnología de la salud y administración en salud están recogidos en normas técnicas internacionales y en otras de carácter nacional, que resultan pertinentes y de gran utilidad para su formación en el nivel de grado y el posgrado. Conclusiones: Las profesiones abordadas requieren emplear los documentos normativos relacionados con sus funciones para contribuir con la calidad de los servicios de salud; de ahí la pertinencia de su incorporación en los planes de estudio de estas carreras(AU)

Introduction: Normative documents establish the state of the art related to a certain field of knowledge. There is a large number of standards related to health services and their management, whose application is relevant in this sector. Objective: To show the importance of technical standards in the training of professionals from the fields of biomedical engineering, health technology and health management. Development: Different aspects related to the performance and functions of professionals from the fields of biomedical engineering, health technology and health management are gathered in international and other national technical standards, relevant and useful for their training at the undergraduate and postgraduate levels. Conclusions: The addressed professions require the use of normative documents related to their functions in order to contribute to the quality of health services, hence the relevance of their incorporation into the curriculums of these major(AU)

Las normas técnicas para la formación en ingeniería biomédica, tecnología y administración en salud / Technical standards for the training in biomedical engineering, health technology and health management

Introducción: Los documentos normativos establecen el estado del arte relacionado con determinado campo del conocimiento. Existe una gran cantidad de normas relacionadas con los servicios de salud y su gestión, cuya aplicación es relevante en este sector. Objetivo: Exponer la importancia de las normas técnicas en la formación de los profesionales en ingeniería biomédica, tecnología y administración en salud. Desarrollo: Diferentes aspectos relacionados con el desempeño y las funciones de los profesionales en ingeniería biomédica, tecnología de la salud y administración en salud están recogidos en normas técnicas internacionales y en otras de carácter nacional, que resultan pertinentes y de gran utilidad para su formación en el nivel de grado y el posgrado. Conclusiones: Las profesiones abordadas requieren emplear los documentos normativos relacionados con sus funciones para contribuir con la calidad de los servicios de salud; de ahí la pertinencia de su incorporación en los planes de estudio de estas carreras(AU)

Introduction: Normative documents establish the state of the art related to a certain field of knowledge. There is a large number of standards related to health services and their management, whose application is relevant in this sector. Objective: To show the importance of technical standards in the training of professionals from the fields of biomedical engineering, health technology and health management. Development: Different aspects related to the performance and functions of professionals from the fields of biomedical engineering, health technology and health management are gathered in international and other national technical standards, relevant and useful for their training at the undergraduate and postgraduate levels. Conclusions: The addressed professions require the use of normative documents related to their functions in order to contribute to the quality of health services, hence the relevance of their incorporation into the curriculums of these major(AU)

Cell culture: a promising environment for research on cardiology / Cultivos celulares: un entorno promisorio para la investigación en cardiología

Abstract At present, tissue engineering is transforming the area of cardiovascular regenerative medicine, which combines the principles and methods of materials engineering and biological sciences, interacting with biochemical and physicochemical factors, for the understanding of their structure-function relationship. Thus, the course of diseases is reoriented by implementing methods and procedures involved in the regeneration of organs and tissues by means of the interaction with biocompatible matrices, pre-treated organs or stem cell management, among others, thus recovering the functionality in the system affected by acquired pathologies, alterations or congenital defects. Consequently, these procedures are increasingly becoming one the most promising treatment alternative for patients who suffer from any type of functional deficit. Known that all these possibilities make cell cultures a promising study environment to be used in biomedical applications, especially in tissue engineering and regenerative medicine, this manuscript presents a general reviews of established cell lines or primary tissue lines and how cell cultures serve as a model before experimental work on laboratory animals and human subjects which makes it a valuable tool for broad models of study in the research on cardiology.

Resumen En la actualidad, la ingeniería de tejidos está transformando el área de la medicina regenerativa cardiovascular, combinando los principios y métodos de la ingeniería de materiales y las ciencias biológicas, interactuando entre factores bioquímicos y fisicoquímicos, para la comprensión de su relación estructura-función. Así, el curso de las enfermedades se viene a reorientar mediante la implementación de métodos y procedimientos implicados en la regeneración de órganos y tejidos a través de la interacción con matrices biocompatibles, órganos pretratados o manejo de células madre, entre otros, recuperando así la funcionalidad en el sistema afectado por enfermedades adquiridas y alteraciones o defectos congénitos. En consecuencia, estos procedimientos se están convirtiendo en una de las alternativas de tratamiento cada vez más prometedoras para los pacientes que sufren de algún tipo de alteración funcional. Considerando que todas estas posibilidades hacen de los cultivos celulares un entorno de estudio prometedor para ser utilizado en aplicaciones biomédicas, especialmente en ingeniería de tejidos y medicina regenerativa, este manuscrito presenta una revisión general de las líneas celulares establecidas o líneas de tejido primario y cómo los cultivos celulares sirven como modelo de evaluación antes del trabajo experimental en animales de laboratorio y sujetos humanos, lo cual los convierte en una herramienta valiosa para amplios modelos de estudio en la investigación en cardiología.

Estado del Arte de la Predicción de Variables en Sistemas de Ingeniería Eléctrica Basada en Inteligencia Artificial / State of the Art of Predicting Electrical Engineering Variables Based on Artificial Intelligence

Resumen Existe una gran cantidad de sistemas que se estudian y desarrollan en el campo de la Ingeniería Eléctrica en los que se realizan análisis que tienen como uno de sus fines principales la predicción de sus variables, tanto para procesos de planificación como de toma de decisiones. Con el advenimiento de la Inteligencia Artificial, se ha observado cómo distintas técnicas relacionadas con el aprendizaje automático y la optimización se han incorporado a estas tareas de predicción, con las cuales se obtienen generalmente mejores resultados en los valores estimados que aquellos generados a partir de técnicas más tradicionales. La presente investigación tiene como objetivo realizar una revisión de lo publicado sobre predicciones de variables en sistemas de Ingeniería Eléctrica en las bases de datos EBSCO, SciELO, RedAlyc, Springer Link, IEEE Xplorer, y Google Académico, a partir de una delimitación temporal y de palabras clave del área. A partir del análisis de la literatura se obtuvo la tendencia sobre el tema a partir de los años más productivos, áreas de impacto e idiomas más frecuentes. Se observó que los estudios desarrollados han crecido en años recientes, y que las áreas de mayor impacto, de acuerdo con el número de publicaciones y de citas son la predicción del consumo y producción de energía eléctrica, y las variables relacionadas con energías renovables.

Abstract In many systems that are studied and developed in the field of Electrical Engineering, analyzes are carried out that have as one of their main purposes the prediction of their variables, both for planning and decision-making processes. With the advent of Artificial Intelligence, it has been observed how different techniques related to machine learning and optimization have been incorporated into these prediction tasks. Those new techniques generally obtained better results in the estimation of values ​​than those generated from more traditional techniques. The objective of this research is to review what has been published on predictions of variables in Electrical Engineering systems in the databases EBSCO, SciELO, RedAlyc, Springer Link, IEEE Xplorer, and Google Scholar, given specific temporal and keyworks delimitations for the area. From the analysis of the literature, the trend on the subject was obtained from the most productive years, areas of impact, and most frequent languages. It was observed that the studies developed have grown in recent years and that the areas of greatest impact, according to the number of publications and citations, are the prediction of electricity consumption and production, and the variables related to renewable energy.

Perspectivas atuais da Engenharia de Tecidos da articulação temporomandibular / Perspectivas Actuales de la Ingeniería de Tejidos para la Articulación Temporomandibular / Current Perspectives of Tissue Engineering for the Temporomandibular Joint

Introdução: As limitações das terapias atuais para doenças degenerativas da articulação temporomandibular (ATM) levaram ao aumento do interesse em estratégias regenerativas. A engenharia de tecidos (ET), combinando células-tronco, arcabouços e fatores de crescimento, pode fornecer uma substituição biológica funcional e permanente das estruturas da ATM, além de prevenir o avanço de doenças degenerativas. Objetivo: Este artigo descreve as perspectivas atuais da ET das estruturas da ATM em modelos animais. Metodologia: As abordagens da ET foram categorizadas de acordo com as estruturas primárias da ATM: 1) o disco articular, 2) o côndilo mandibular e 3) a fossa glenóide e eminência articular. Resultados: As áreas com a maior quantidade de estudos são o côndilo mandibular e disco articular, em estudos que abordam o uso de arcabouços tridimensionais, de origem sintética e/ou natural, podendo ou não estar associados a células tronco (diferenciadas ou não) e a fatores de crescimento. Conclusão: A ET da ATM ainda é uma área relativamente nova, em desenvolvimento e em constante avanço. Os avanços tecnológicos desenvolvidos nessa área têm o potencial de auxiliar no desenvolvimento de terapias mais eficientes e menos invasivos... (AU)

Introducción: Las limitaciones de las terapias actuales para las enfermedades degenerativas de la articulación temporomandibular (ATM) han llevado a un mayor interés en las estrategias regenerativas. La ingeniería de tejidos, que combina células, andamios y factores de crecimiento, puede proporcionar un reemplazo biológico funcional y permanente de las estructuras de la ATM, además de prevenir el avance de enfermedades degenerativas. Objetivo: Este artículo describe las perspectivas actuales de la ingeniería de tecidos de las estructuras de la ATM en modelos animales. Metodología: Los enfoques de ingeniería de tejidos se clasificaron según las estructuras primarias de la ATM: 1) el disco articular, 2) el cóndilo mandibular y 3) la fosa glenoidea y la eminencia articular. Resultados: Las áreas con mayor número de estudios son el cóndilo mandibular y el disco articular, en estudios que abordan el uso de estructuras tridimensionales, de origen sintético y/o natural, que pueden o no estar asociadas a células (diferenciadas o no) y con factores de crecimiento. Conclusión: La ingeniería de tejidos de la ATM es todavía un área relativamente nueva, en desarrollo y em constante avance. Los avances tecnológicos desarrollados en esta área tienen el potencial de ayudar en el desarrollo de terapias más eficientes y menos invasivas... (AU)

Introduction: The limitations of current therapies for degenerative diseases of the temporomandibular joint (TMJ) have led to increased interest in regenerative strategies. Tissue engineering (TE), combining stem cells, scaffolds, and growth factors, can provide a functional and permanent biological replacement of TMJ structures, in addition to preventing the advancement of degenerative diseases. Aim: This article describes current TE perspectives of TMJ structures in animal models. Methods: TE approaches were categorized according to the primary TMJ structures: 1) the articular disc, 2) the mandibular condyle, and 3) the glenoid fossa and articular eminence. Results: The areas with the greatest number of studies are the mandibular condyle and articular disc, in studies that address the use of three-dimensional scaffolds, of synthetic and/or natural origin, which may or may not be associated with stem cells (differentiated or not) and with growth factors. Conclusion: TE of the TMJ is still a relatively new, developing, and constantly advancing area. The technological advances developed in this area have the potential to assist in the development of more efficient and less invasive therapies... (AU)

3D spheroid cell cultures and their role in bone regeneration: a systematic review / Cultivos de esferoides 3D y su papel en la regeneración ósea: una revisión sistemática

Abstract Recently, the 3D spheroid cell culture application has been extensively used in the treatment of bone defects. A wide variety of methodologies have been used, which has made the comparison of results complex. Therefore, this systematic review has two aims: (i) to perform an analysis focused on the role of 3D spheroid cell culture in bone regeneration strategies; and (ii) address the main challenges in clinical application. A search of the following keywords "3D cell culture", "spheroid", and "bone regeneration" was carried out in the PubMed, Scopus, and ScienceDirect databases and limited to the years 2010-2020. Studies were included if their primary objective was the behavior of cell aggregates to formed spheroids structures by different 3D cell culture techniques focused on the regeneration of bone tissue. To address the risk of bias for in vitro studies, the United States national toxicology program tool was applied, and descriptive statistics of the data were performed, with the SPSS V.22 program. A total of 16 studies were included, which met the established criteria corresponding to in vitro and in vitro/in vivo studies; most of these studies used stem cells for the 3D cell spheroids. The most often methods used for the 3D formation were low adherence surface and rotational methods, moreover, mesenchymal stem cells were the cell line most frequently used because of their regenerative potential in the field of bone tissue engineering. Although the advances in research on the potential use of 3D spheroids in bone regeneration have made great strides, the constant innovation in cell spheroid formation methodologies means that clinical application remains in the future as strategy for 3D tissue bioprinting.

Resumen Recientemente, la aplicación del cultivo 3D de esferoides se ha utilizado ampliamente en el tratamiento de defectos óseos. La variedad de metodologías para lograr los cultivos 3D de esferoides ha hecho compleja la comparación de resultados. Por tanto, esta revisión sistemática tiene dos objetivos: (i) realizar un análisis centrado en el papel de los cultivos 3D de esferoides en las estrategias de regeneración ósea; y (ii) abordar los principales desafíos en la aplicación clínica. Se realizó una búsqueda de las siguientes palabras clave "cultivo celular 3D", "esferoide" y "regeneración ósea" en las bases de datos PubMed, Scopus y ScienceDirect y se limitó a los años 2010-2020. Se incluyeron los estudios si su principal objetivo era el comportamiento de agregados celulares para generar las estructuras esferoidales desarrollados por diferentes técnicas de cultivo celular 3D enfocadas a la regeneración del tejido óseo. Para abordar el riesgo de sesgo de los estudios in vitro, se aplicó la herramienta del programa nacional de toxicología de Estados Unidos y se realizaron estadísticas descriptivas de los datos, con el programa SPSS V.22. Se incluyeron un total de 16 estudios, que cumplieron con los criterios establecidos correspondientes a estudios in vitro e in vitro/in vivo; la mayoría de estos estudios utilizaron células troncales para generar los esferoides celulares 3D. Los métodos más utilizados para la formación de los esferoides 3D fueron la superficie de baja adherencia y los métodos de rotación, asimismo, la línea celular de células troncales mesenquimales fueron las más utilizadas debido a su gran potencial regenerativo en el campo de la ingeniería de tejidos óseos. Aunque los avances en la investigación sobre el uso potencial de los cultivos celulares de esferoides 3D en la regeneración ósea han logrado grandes avances, la constante innovación en las metodologías de la generación de esferoides 3D deja claro que la aplicación clínica de estos permanecerá en el futuro como estrategia en la bioimpresión tisular.