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Evaluación de la viabilidad y proliferación celular de cultivos tridimensionales de células de carcinoma colorrectal para posibles aplicaciones en el tratamiento del cáncer
No full text73 páginasRESUMEN: el cáncer colorrectal (CCR) constituye un importante problema de salud en el mundo. Se
espera que a nivel mundial las cifras de CCR alcancen los 3,2 millones en 2040, según la
proyección del envejecimiento, el crecimiento de la población y el desarrollo humano. Pese
a los avances logrados en la comprensión de su fisiopatología, las nuevas opciones de
tratamiento y el manejo convencional de esta enfermedad, la baja precisión de muchos de
estos tratamientos, producen la devastación tanto de las células tumorales como de las
células sanas próximas al tumor, ocasionando daños y patologías en órganos que
inicialmente no se encontraban afectados. La implementación de cultivos celulares en el
área de investigación es un recurso con gran auge en la actualidad. Su aplicación para el
desarrollo de productos farmacéuticos como los medicamentos es esencial dado que estos
requieren de fases de estudio que confirmen su seguridad previa a la comercialización,
destacando la fase preclínica en donde se realizan pruebas in vitro. Adicionalmente, los
cultivos celulares son primordiales en áreas de la salud como las terapias avanzadas,
donde pueden emplearse en tratamientos individualizados y con mejor focalización. Es por
ello que los cultivos celulares para ser considerados viables deben contar con condiciones
que garanticen un comportamiento lo más similar a las condiciones biológicas, de modo tal
que permitan la obtención de resultados cuya información pueda ser considerada
representativa de las condiciones fisiológicas, dándole así a los cultivos una gran
pertinencia.
En este trabajo de investigación, se evaluó la viabilidad celular mediante ensayos de
exclusión haciendo uso de azul de tripano, así como, la proliferación celular implementando
microscopía electrónica de barrido. Mediante el método de la gota colgante se obtuvieron
esferoides de la línea celular Caco-2 con diámetros entre los 50 μm y 150 μm. Los
esferoides obtenidos fueron evaluados en distintas condiciones y se estipularon los
parámetros que favorecen la medición de la viabilidad y proliferación celular. Para la
viabilidad, se utilizaron dos soluciones enzimáticas, tripsina y acutasa. Para la tripsina, se
evaluaron concentraciones de 0,15 %, 0,20 % y 0,25 % y se evidenció que las condiciones
para garantizar una correcta disgregación de los esferoides fueron mayormente
significativas para los días 5 y 6 de cultivo, donde resulto más conveniente implementar una
concentración de tripsina/EDTA al 0,20 % por 10 minutos con la finalidad de obtener una
mayor disgregación de células y una mayor viabilidad relativa a esta.ABSTRACT: colorectal cancer (CRC) is a major health problem worldwide. Worldwide, CRC numbers are expected to reach 3.2 million by 2040, based on projected aging, population growth and human development. Despite advances in the understanding of its pathophysiology, new treatment options and the conventional management of this disease, the low precision of many of these treatments leads to the devastation of both tumor cells and healthy cells close to the tumor, causing damage and pathologies in organs that were initially unaffected. The implementation of cell cultures in the area of research is currently a booming resource. Its application for the development of pharmaceutical products such as drugs is essential since these require study phases to confirm their safety prior to commercialization, especially the preclinical phase where in vitro tests are performed. In addition, cell cultures are essential in health areas such as advanced therapies, where they can be used in individualized and better targeted treatments. Therefore, in order to be considered viable, cell cultures must have conditions that guarantee a behavior as similar as possible to biological conditions, so as to obtain results whose information can be considered representative of physiological conditions, thus making the cultures highly relevant. In this research work, cell viability was evaluated by exclusion assays using trypan blue, as well as cell proliferation using scanning electron microscopy. Using the hanging drop method, spheroids of the Caco-2 cell line with diameters between 50 μm and 150 μm were obtained. The obtained spheroids were evaluated under different conditions and parameters favoring the measurement of cell viability and proliferation were stipulated. For viability, two enzyme solutions, trypsin and acutase, were used. For trypsin, concentrations of 0.15 %, 0.20 % and 0.25 % were evaluated and it was found that the conditions to guarantee a correct disintegration of the spheroids were mostly significant for days 5 and 6 of culture, where it was more convenient to implement a concentration of trypsin/EDTA at 0.20 % for 10 minutes in order to obtain a higher cell disintegration and a higher viability relative to this.PregradoIngeniero(a) Biomédico(a
Identificación de emociones de una base de datos basada en estímulos de VR por medio de técnicas de procesamiento de señales y machine learning: resultados del semillero de investigación de procesamiento y detección de patrones en señales
No full text8 páginasRESUMEN: en el semillero de procesamiento de señales se utilizó una base de datos de estímulos emocionales por realidad virtual ya existente en donde se utilizaron señales de electrocardiograma (ECG). La base de datos contenía registros de 34 personas sometidas a 12 diferentes estímulos de realidad virtual (VR), clasificados como "felices" o "tristes", después se procesaron las señales usando Python y diversas librerías, comenzando con la limpieza y normalización de datos, seguida de la eliminación de ruido mediante el método IModPoly y un filtro pasa bajas de Butterworth y junto a esto se calcularon la frecuencia cardíaca y su variabilidad, la coherencia fisiológica y la entropía de Shannon como características de esta señal. Luego, se implementaron modelos de machine learning (KNN, MLP, SVM) para clasificar los estados emocionales, optimizando parámetros mediante GridSearchCV y evaluando los modelos con técnicas estándar de clasificación y gráficos SHAP para interpretar la importancia de las características. El ejercicio arrojó resultados como el análisis comparativo que mostró que el modelo KNN tuvo el mejor rendimiento con un área bajo la curva ROC de 0.71, seguido por MLP y SVM, ambos con un área de 0.61, también un análisis de las características demostró que las más influyentes fueron la coherencia fisiológica y la frecuencia cardíaca. Finalmente se concluyó que el modelo KNN fue el más adecuado para el conjunto de datos, mientras que MLP y SVM mostraron potencial en escenarios específicos con más datos y separación clara entre clases. El semillero estuvo constituido de sesiones explicativas y creativas donde se creó código de programación para resolver el problema planteado en el objetivo general
Aplicación del método expansión perturbiner a las ecuaciones de Navier-Stokes
No full text105 páginasRESUMEN: La ecuación de Navier-Stokes es una de las ecuaciones más importantes de la rama de la mecánica de fluidos, ya que es fundamental para comprender fenómenos físicos como los patrones climáticos, las corrientes oceánicas e incluso el flujo sanguíneo en nuestros cuerpos. Sin embargo, debido a su carácter no lineal y al problema de clausura que se obtiene cuando se considera un fluido turbulento, encontrar una solución analítica representa un alto grado de dificultad. Aunque se han realizado diversos avances, por el momento no existe un consenso para el tratamiento matemático de estas ecuaciones en el caso de un fluido turbulento isotrópico. En este orden de ideas, en el presente trabajo se estudió y exploró la utilización del método de expansión de Perturbiner en el tratamiento de la ecuación de Navier-Stokes en el marco teórico de la turbulencia isotrópica.ABSTRACT: The Navier-Stokes equation is one of the most important equations in the field of fluid mechanics as it is fundamental for understanding physical phenomena such as weather patterns, ocean currents, and even blood flow in our bodies. However, due to its nonlinear nature and the closure problem that arises when considering turbulent flow, finding an analytical solution represents a high degree of difficulty. Despite various advances, there is currently no consensus on the mathematical treatment of these equations in the case of isotropic turbulent flow. In this context, this study examined and explored the use of the Perturbiner expansion method in treating the Navier-Stokes equation within the theoretical framework of isotropic turbulence.PregradoOtr
Sistema de dispensado automático de extractos para la fabricación de champú artesanal personalizado. Caso de estudio: Mimossa Beauty Bar
No full text84 páginasRESUMEN: La empresa Mimmosa Beauty Bar debe optimizar sus tiempos a la hora de producir sus champús personalizados, para ello buscan que la parte del dispensado de extractos se realice de manera automática de modo que disminuyan sus tiempos en esta tarea. Para ello se realiza una máquina la cual por medio de diferentes elementos tanto mecánicos como eléctricos, se ensamblen entre ellos y se realice un sistema autónomo con su instrumentación, lazos de control y verificación de la eficiencia del sistema para así poder brindar una solución óptima a la problemática. Para la implementación, Mimossa Beauty Bar debe ingresar la fórmula del cliente a la máquina por medio de su interfaz de usuario para que así la máquina pueda empezar a ejecutar su tarea la cual es llevar la botella de champú a sus dos posiciones, cada una con su extracto o de avocado o de arroz, de esta manera permite que el sistema diferencie cuál de los dos extractos es en el que debe posicionarse.
Para ello se separa en dos secciones vitales el sistema, primero en la parte de dispensado del sistema consta con un cambia vías unido a más elementos mecánicos lo cual permite que este pase de ser un elemento manual a uno automático, y el otro es el posicionamiento del champú el cual será controlado por medio de un motor DC de modo que lleve el soporte donde reposa el envase de champú hasta la posición deseada.ABSTRACT: Mimmosa Beauty Bar must optimize its production times when manufacturing custom shampoos. To achieve this, they are seeking to automate the dispensing of extracts, thereby reducing the time spent on this task. To accomplish this goal, a machine is designed that integrates various mechanical and electrical elements, forming a self-contained system with its instrumentation, control loops, and efficiency verification mechanisms. This comprehensive approach aims to provide an optimal solution to the challenge at hand. For the implementation, Mimossa Beauty Bar inputs the customer's formula into the machine through its user interface. This allows the machine to commence its task, which involves positioning the shampoo bottle in one of two locations, each corresponding to either avocado or rice extract. This differentiation enables the system to identify which of the two extracts it should dispense.
The system is divided into two vital sections: first, the dispensing section, which incorporates a switch track connected to additional mechanical elements, facilitating the transition from a manual to an automatic process. Second, the shampoo positioning section, controlled by a DC motor, moves the support holding the shampoo container to the desired location. This dual-section approach ensures a seamless and efficient operation throughout the shampoo production process.PregradoIngeniero(a) Mecatrónico(a
Exoesqueleto ocupacional para brindar confort y reducir esfuerzo durante el levantamiento de cargas
No full text123 páginasRESUMEN: los trastornos musculoesqueléticos (TME) son la principal causa de discapacidad laboral en el mundo, donde prevalecen el dolor de espalda y dolor en articulaciones del miembro superior, que suelen estar asociados a tareas de alta demanda física como la manipulación manual de cargas. Recientes avances en tecnología de asistencia han permitido el desarrollo de exoesqueletos ocupacionales con el potencial para mejorar el desempeño y prevenir TME, ofreciendo una alternativa para las situaciones en las cuales no es posible sustituir la mano de obra humana por procesos automatizados. Estos dispositivos suelen brindar soporte durante actividades que requieren tener los brazos elevados por encima de la cabeza, o levantamiento de cargas a la altura de los codos. Normalmente los exoesqueletos suelen asistir una sola articulación, y considerar un solo movimiento durante la tarea, pero no consideran movimientos compuestos que involucren varias articulaciones, ni manipulación manual de cargas (MMC) en posiciones críticas, de acuerdo con las normas de salud y seguridad en el trabajo (SST). El objetivo de esta investigación es disñear un exoesqueleto que brinde confort y reduzca el esfuerzo durante la MMC por encima de los hombros. La propuesta comienza desde el análisis biomecánico de la actividad y la construcción de un modelo teórico para definir los momentos críticos. El proceso de diseño se realizó utilizando una metodología de diseño híbrida apoyada en el método de análisis por elementos finitos. El prototipo se evalúa con electromiografía de superficie, test de fuerza, análisis de rango de movimiento y NASA TLX. Se implementó un sistema de asistencia pasivo para el movimiento compuesto que actúa en función de la biomecánica del MMC hasta la altura de la cabeza. El dispositivo aumenta la fuerza del miembro superior en un 53%, reduce hasta un -17% la actividad muscular del bíceps, y hasta un -9% del tríceps, y genera una disminución teórica la carga en la articulación del hombro y el codo alrededor de -77% y -73% respectivamente. La percepción de esfuerzo de la actividad se redujo -53% y se encontró una percepción positiva de comodidad durante la actividad. El prototipo cumple el objetivo propuesto durante la realización de pruebas en entornos relevantes, y demuestra la reducción de esfuerzo y concuerda con la percepción de confort del usuario.ABSTRACT: musculoskeletal disorders (MSDs) are the main cause of occupational disability worldwide, where back pain and joint pain in the upper limb prevail. These are usually associated with high physical demand tasks such as manual handling of loads. Recent advances in assistive technology have allowed the development of occupational exoskeletons with the potential to improve performance and prevent MSDs, offering an alternative for situations where it is not possible to replace human labor with automated processes. These devices usually provide support during activities that require having the arms raised above the head, or lifting loads at elbow height. Normally, exoskeletons usually assist a single joint, and consider a single movement during the task, but they do not consider compound movements that involve several joints, nor manual handling of loads (MHL) in critical positions, according to health and safety at work (HSW) standards. The objective of this research is to design an exoskeleton that provides comfort and reduces effort during MHL above the shoulders. The proposal begins from the biomechanical analysis of the activity and the construction of a theoretical model to define critical moments. The design process was carried out using a hybrid design methodology supported by the finite element analysis method. The prototype is evaluated with surface electromyography, strength test, range of motion analysis, and NASA TLX. A passive assistance system was implemented for the compound movement that acts based on the biomechanics of the MHL up to the height of the head. The device increases the strength of the upper limb by 53%, reduces up to -17% the muscular activity of the biceps, and up to -9% of the triceps, and generates a theoretical decrease in the load on the shoulder and elbow joint around -77% and -73% respectively. The perception of effort of the activity was reduced by -53% and a positive perception of comfort was found during the activity. The prototype meets the proposed objective during the performance of tests in relevant environments and demonstrates the reduction of effort and agrees with the user’s comfort perception.MaestríaMagíster en Ingeniería Biomédic
Metodología para identificar el adecuado diseño de operación en el proceso de picking en un centro de distribución
No full text77 páginasRESUMEN: la logística ha tomado mas relevancia con el paso del tiempo para las organizaciones, ya que es uno de los procesos más importantes en la cadena de suministros. Este trabajo trata sobre una de las actividades más relevantes en este sector, el picking. Se identificó una oportunidad en la implementación y optimización de este proceso, no se consideran todos los factores para elegir una metodología oportuna para realizar el picking. En este trabajo se propone una metodología que permita identificar el adecuado diseño de operación en el proceso de picking en un centro de distribución considerando el perfil de operaciones de cada compañía. Se definió el concepto clave del trabajo, así como sus subprocesos, además de mencionar y explicar los componentes de este. Se determinó una metodología basada tanto en la investigación teórica como práctica, donde se concluyó que había tres factores principales y fundamentales que son: tipos de tecnología de captura de información, equipo de manejo de materiales y equipo de almacenamiento. Se realizaron visitas a varios centros de distribución donde se pudo conocer el proceso del picking. Luego, se realizó una tabla abarcando los factores principales de cada centro de distribución. Finalmente, se propuso la metodología para cumplir con el objetivo principal del trabajo y se aplicó en dos de las empresas visitadas.ABSTRACT: logistics has become more relevant over time for organizations, since it is one of the most important processes in the supply chain. This paper is about one of the most relevant activities in this sector, picking. An opportunity was identified in the implementation and optimization of this process, since usually not all factors are considered to choose an appropriate methodology to carry out picking. In this paper, a methodology is proposed which allows identifying the appropriate operation design in the picking process in a warehouse considering the operations profile of each company. The key concept of this paper was defined, as well as its subprocesses, in addition to mentioning and explaining its components. A methodology was determined based on both theoretical and practical research, where it was concluded that there were three main and fundamental factors: types of information capture technology, material handling equipment and storage equipment. Visits were made to several warehouses where it was possible to learn about the picking process. A table was made covering the main factors of each warehouse. Finally, the methodology was proposed to meet the main objective of the paper and was applied in two of the companies visited.PregradoIngeniero(a) Administrativo(a
Diseño de planeación estrategica para E&F constructores SAS
No full text170 páginasRESUMEN: el emprendimiento empresarial, especialmente en el ámbito de la ingeniería civil y la construcción, es un trayecto desafiante marcado por la búsqueda de independencia y productividad. Con frecuencia, las empresas emergentes, con recursos limitados, se enfrentan a un entorno incierto, lo que limita su crecimiento a corto plazo a pesar de ofrecer conocimientos técnicos y productos de valor.
E&F Constructores S.A.S., una empresa familiar en Antioquia, se destaca en la ejecución de proyectos de construcción, remodelación y mantenimiento con una sólida excelencia técnica. A lo largo de 21 años, ha ganado reconocimiento por su calidad y atención personalizada al cliente. Sin embargo, se ha identificado una carencia en la estructura actualizada y la visión de crecimiento. Las actividades iniciales de diseño, presupuesto y procesos administrativos consumen tiempo y recursos, lo que limita la productividad y eficiencia en la ejecución de proyectos. La falta de una planificación estratégica impacta la administración, generando un enfoque reactivo en lugar de uno organizado. La carencia de análisis financiero detallado, comunicación interna efectiva, estrategias de mercado definidas y estándares operativos eficientes resalta la urgencia de implementar un plan estratégico. Además, la transición generacional que experimenta la empresa agrega complejidad, demandando la introducción de nuevas prácticas y procesos sin perder la valiosa experiencia acumulada.
La propuesta de desarrollar una planificación estratégica integral para E&F Constructores S.A.S. no solo aseguraría la continuidad del negocio, sino que también establecería metas claras, facilitaría la toma de decisiones, aumentaría la competitividad en el mercado de la construcción y, en última instancia, maximizaría el valor y la eficiencia técnica de la empresa.
ENG: Entrepreneurship, especially in the field of civil engineering and construction, is a challenging journey driven by the pursuit of independence and productivity. Often, emerging companies with limited resources face an uncertain environment, which hampers their short-term growth despite offering valuable technical expertise and products.
E&F Constructores S.A.S., a family-owned company in Antioquia, stands out in executing construction, renovations, and maintenance projects with a strong technical excellence. Over 21 years, it has gained recognition for its quality and personalized customer service. However, a lack in an updated structure and a clear vision for growth has been identified. Initial activities involving design, budgeting, and administrative processes consume time and resources, limiting productivity and efficiency in project execution. The absence of strategic planning affects management, leading to a reactive approach rather than an organized one. The absence of detailed financial analysis, effective internal communication, defined market strategies, and efficient operational standards underscores the urgency to implement a strategic plan. Moreover, the generational transition the company is undergoing adds complexity, requiring the introduction of new practices and processes while preserving valuable accumulated experience.
The proposal to develop a comprehensive strategic plan for E&F Constructores S.A.S. would not only ensure business continuity but also establish clear goals, facilitate decision-making, enhance competitiveness in the construction market, and maximize the value and technical efficiency of the company.ABSTRACT: entrepreneurship, especially in the field of civil engineering and construction, is a challenging journey driven by the pursuit of independence and productivity. Often, emerging companies with limited resources face an uncertain environment, which hampers their short-term growth despite offering valuable technical expertise and products.
E&F Constructores S.A.S., a family-owned company in Antioquia, stands out in executing construction, renovations, and maintenance projects with a strong technical excellence. Over 21 years, it has gained recognition for its quality and personalized customer service. However, a lack in an updated structure and a clear vision for growth has been identified. Initial activities involving design, budgeting, and administrative processes consume time and resources, limiting productivity and efficiency in project execution. The absence of strategic planning affects management, leading to a reactive approach rather than an organized one. The absence of detailed financial analysis, effective internal communication, defined market strategies, and efficient operational standards underscores the urgency to implement a strategic plan. Moreover, the generational transition the company is undergoing adds complexity, requiring the introduction of new practices and processes while preserving valuable accumulated experience.
The proposal to develop a comprehensive strategic plan for E&F Constructores S.A.S. would not only ensure business continuity but also establish clear goals, facilitate decision-making, enhance competitiveness in the construction market, and maximize the value and technical efficiency of the company.PregradoIngeniero(a) Civi
Simulador de toracocentesis
No full text78 páginasRESUMEN: La toracocentesis es un procedimiento mínimamente invasivo que los médicos utilizan para diagnosticar y tratar las efusiones pleurales, consiste en la punción puntual de la pared torácica para la retirada del líquido o aire del espacio pleural mediante una aguja o catéter sobre aguja. Esta puede ser evacuatoria o terapéutica. Una incorrecta practica de la toracocentesis puede tener consecuencias graves en el paciente, que van desde dolor loca e infección hasta la muerte. Actualmente existen simuladores para que médicos, estudiantes y especialistas realicen un entrenamiento en este procedimiento, estos, son costosos y brindan una experiencia muy limitada en cuanto a la realidad que transmite al usuario, lo que impide el entrenamiento adecuado para realizar el procedimiento. En este trabajo de grado se propone la construcción de un prototipo de simulador de toracocentesis que brinde una experiencia real al usuario mediante el uso de elementos electromecánicos.ABSTRACT: Thoracentesis is a minimally invasive procedure that physicians use to diagnose and treat pleural effusions. It involves the precise puncture of the thoracic wall to withdraw fluid or air from the pleural space using a needle or catheter-over-needle. This procedure can be either evacuative or therapeutic. Poorly performed thoracentesis can have severe consequences for the patient, ranging from local pain and infection to death. Currently, there are simulators available for physicians, students, and specialists to undergo training in this procedure. However, these simulators are expensive and offer a limited real-life experience, hindering proper training for procedure execution. This thesis proposes the construction of a thoracentesis simulator that provides a realistic experience to the user through the use of electromechanical elements.PregradoIngeniero(a) Biomédico(a
Impacto de la variabilidad climatica en los precios de oferta de los generadores hidráulicas en Colombia
No full text60 páginasRESUMEN: El trabajo tiene como propósito analizar los efectos de la variabilidad climática en los precios de oferta de los generadores hidroeléctricos en Colombia. Se analizan los datos públicos sobre la generación de energía hidroeléctrica en Colombia, contemplando los años desde el 2000-2023. Buscando identificar relaciones entre la variabilidad climática (aportes a los embalses) y los precios de oferta de las centrales hidroeléctricas, así como relaciones entre los precios de oferta de las hidroeléctricas y el precio de bolsa. La investigación se enfoca en comprender cómo los patrones climáticos influyen en el comportamiento de estas plantas en el mercado eléctrico colombiano, considerando la estocasticidad de los fenómenos climáticos y la incertidumbre en la predicción de precios en el mercado energético. Usando una metodología estadística, se obtuvieron correlaciones significativas entre los precios de oferta y los precios de bolsa en el mercado energético, indicando que la variabilidad climática, representada por los niveles de agua en los embalses, tiene un impacto directo en la fijación de precios de la energía hidroeléctrica en Colombia.ABSTRACT: The purpose of this work is to analyze the effects of climate variability on the offering prices of hydroelectric generators in Colombia. Public data on hydroelectric energy generation in Colombia from 2000 to 2023 is analyzed. The aim is to identify relationships between climate variability (reservoir inflows) and the offering prices of hydroelectric plants, as well as relationships between the offering prices of hydroelectric plants and the market price. The research focuses on understanding how climatic patterns influence the behavior of these plants in the Colombian electricity market, considering the stochasticity of climatic phenomena and the uncertainty in price prediction in the energy market. Using a statistical methodology, significant correlations were found between offering prices and market prices in the energy market, indicating that climate variability, represented by water levels in the reservoirs, has a direct impact on the pricing of hydroelectric energy in Colombia.PregradoIngeniero(a) Industria