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SOBRE LA POSIBILIDAD DE USAR EL METODO DE REGULARIZACION DE TIKHONOV PARA RECONSTRUIR EL ESPECTRO DE ENERGIA DE UN HAZ CLINICO DE ELECTRONES

Resumen En radioterapia, el espectro de energía de electrones es la característica más importante para modelar la fuente de radiación cuando el propósito es el cálculo exacto de la dosis. Usualmente, se exploran tres métodos para obtener el espectro: (i) simulación de la fuente vía Monte Carlo; (ii) medición directa vía un espectrómetro magnetico y (iii) reconstrucción inversa. Entre ellos, este último es considerado como el mías apropiado por su simplicidad, rapidez y eficacia, a pesar de no ser el más exacto. La reconstrucción inversa tiene por objeto extraer el espectro de energía a partir de la distribución de dosis en profundidad a través de la resolución de un problema mal definido, vía el metodo de regularización de Tikhonov. La idoneidad de la reconstrucción es evaluada usando el índice gamma. Los resultados muestran que la regularización de Tikhonov es capaz de reconstruir el espectro de energía de un haz de electrones dentro del criterio clínico de aceptación del índice gamma en que más del 95 % de los puntos de las distancias entre las dos distribuciones de dosis están dentro de una precisión de 1 %/1 mm.

Abstract In radiotherapy, the electron energy spectrum is the most important characteristic for modelling the radiation source whose purpose is an accurate dose calculation. There are mainly three approaches to obtain the energy spectrum: (i) simulation of the source via Monte Carlo; (ii) direct measurement via a magnetic spectrometer and (iii) inverse reconstruction using an appropriate mathematical model. Among them, inverse reconstruction is considered the most appropriate for its simplicity, efficiency and speed despite not being the most accurate. Since inverse reconstruction is an ill-posed problem the Tikhonov regularization is used to overcome this problem and thereby obtain the spectrum. The reconstruction success is evaluated using the gamma index. Results show Tikhonov regularization is able of reconstructing the energy spectrum of a clinical electron beam within gamma index clinical acceptance criterion of > 95% within 1 %/1 mm.

NANOESTRUCTURAS DE SILICIO EN BIOMEDICINA Y BIOTECNOLOGIA

Resumen Actualmente ha crecido el interés por la fabricación y caracterización de nanoestructuras de silicio, entre las que se incluye nanohilos, pilares, tubos, conos, partículas, etc; existiendo diversos métodos para generar estas nanoestructuras entre los que se puede mencionar la ablación con láser, la descomposición por evaporación termica, la deposición de vapor químico, entre otros. Las propiedades que exhiben estas estructuras las hacen atractivas para aplicaciones en biomedicina y biotecnología. Estos materiales representan herramientas con un potencial elevado para mejorar las técnicas de diagnóstico y tratamiento de condiciones biológicas especiales. Esta revisión bibliográfica pretende resumir algunos aspectos importantes del diseño fisicoquímico de estos nanomateriales, además de consideraciones toxicológicas de biocompatibilidad, biodistribucíon y la dinamica celular. Finalmente, se hace enfasis en algunas aplicaciones biomíedicas importantes, especialmente en terapia génica, liberación controlada de fármacos, imagenología y biosensores.

Abstract Silicon nanostructures have properties that make them appealing for applications in biomedicine and biotechnology. The fabrication and characterization of silicon nanostructures are currently gaining a lot of attention and they can include nano-wires, whiskers, pillars, tubes, cones, particles, etc. There are several methods to assist the generation of these nanostructures like laser ablation, thermal evaporation decomposition, and chemical vapor deposition, among others. We consider they are highly potential tools for the improving of diagnosis techniques and the treatment of important biological conditions. The objective of this review is to summarize the main aspects of the physicochemical design of silicon nanomaterials, in addition to toxicological considerations regarding biocompatibility, biodistribution and cell dynamics. Finally, we emphasis on important biomedical applications, such as gene therapy, drug delivery, imaging and sensoring.

DESARROLLO E IMPLEMENTACION DE UN SISTEMA DE CALIBRACION DE TERMOMETROS CLINICOS INFRARROJOS DE O IDO

Resumen En este trabajo se presenta el proceso de construcción e implementación de un sistema de calibración de termómetros clínicos de oído en el Laboratorio de Temperatura y Humedad del Grupo de Area Tecnica 3 de la Subdirección de Metrología Física del Instituto Nacional de Metrología de Colombia, INM, usando una cavidad de cuerpo negro y un termómetro de contacto como patrones de medida. Como parte de la implementación y evaluación de la reproducibilidad del metodo de medición se diseñó un experimento basado en 54 mediciones independientes llevadas a cabo por tres operarios diferentes a tres temperaturas (35 °C, 37 °C y 40 °C), con 6 replicas por cada nivel. El análisis estadístico de las medias revelo una fuerte dependencia de la corrección en función de la temperatura, mientras que entre operarios no se evidencio una diferencia significativa, lo cual permitió concluir que el metodo implementado es reproducible. La incertidumbre de medición del sistema de medición fue de ± 0,14 °C, este valor puede ser disminuido empleando un termometro de referencia de mejor incertidumbre de medición.

Abstract This work presents the process of construction and implementation of a calibration system for clinical ear thermometers at the Temperature and Humidity Laboratory of the Physical Subdivision of the Instituto Nacional de Metrología, INM, using a blackbody cavity and a contact thermometer as measurement standards. As part of the implementation and method confirmation, an experiment was designed based on 54 independent measurements carried out by three different operators at three different temperatures (35 °C, 37 °C and 40 °C), with 6 replicates for each level. The statistical analysis of the means revealed a strong dependence of the correction as a function of temperature, whilst a significant difference amongst operators was not evident, this fact prompted the conclusion that the implemented method is reproducible. The measurement uncertainty of the system was ± 0,14 ° C, this value can be diminished by employing a standard thermometer with a better measurement uncertainty.

sistema de medición de fuerzas de levitación y suspensión para superconductores de alta tc

Abstract The interaction forces, attraction (suspension) and repulsion (levitation) between a permanent magnet and different bulk Yttrium-based superconductors were carried out with an automatic system developed in our group, which is reproducible, reliable and low cost. Two superconducting samples of YBa2Cu3O7_¿ (YBCO) prepared by solid-state reaction method (S) and by the melt-textured growth method (MTG) were used. Both samples were characterized by XRD technique and presented the characteristic peaks and intensity relations of the YBCO-123 superconducting phase. Oxygen deficiencies δ > 0,15 and δ < 0,10 for the S and MTG samples respectively, were observed. Both samples displayed different hysteresis behavior in the Force (F) vs. Distance (z) measurements when they were field cooled (FC) and zero field cooled (ZFC). This behavior agrees with hysteresis loops observed in magnetization measurements. Both levitation and suspension phenomena were observed in the MTG sample with large hysteresis loops of the force. On the contrary, the S sample with small hysteresis loops did not show a suspension force, only displayed a slight levitation force.

Resumen Las fuerzas de interacción, atracción (suspensión) y repulsión (levitación) entre un iman permanente y diferentes muestras superconductoras basadas en Ytrio fueron realizadas con un sistema automóatico desarrollado en nuestro grupo, el cual es reproducible, confiable y de bajo costo. Dos muestras superconductoras de YBa2Cu3O7-δ (YBCO) preparadas por el método de reacción de estado sólido (S) y por el método de texturizado y fundido (MTG) fueron usadas. Las dos muestras fueron caracterizadas por la tecnica de difracción de rayos X en polvo y presentaron los picos característicos y relaciones de intensidad de la fase superconductora del YBCO-123. Se observaron deficiencias de oxígeno de δ > 0,15 y δ < 0,10 para las muestras S y MTG respectivamente. Ambas muestras mostraron diferentes comportamientos de histéresis en las medidas de Fuerza (F) vs. Distancia (z) cuando se enfriaron con campo (FC) y sin campo (ZFC) magnetico. Este comportamiento está de acuerdo con los bucles de histéresis observados en las medidas de magnetización. Tanto el fenómeno de levitación como el de suspensión fueron observados en la muestra MTG con un bucle de histéresis grande en la fuerza. Por otra parte, la muestra S con bucles de histéresis pequeños no mostró fuerza de suspensión, solo mostró una leve fuerza de levitación.

REGENERACION DEL ORGANO CUTANEO MEDIANTE INGENIERIA DE TEJIDOS

Resumen La ingeniería de tejidos es una ciencia que busca desarrollar sustitutos de tejido y Órganos para mantener, restaurar o aumentar las funciones de sus contrapartes heridas o enfermas in vivo. El organo cutáneo es el tejido que constituye la mayor extensión en el cuerpo humano, y a la vez es el organo mas externo, lo cual, consecuentemente, hace que sea el árgano más propenso a herirse. Debido a esta problematica las investigaciones y esfuerzos con fines de solucionar este problema son constantes. El enfoque de la revisión es el de presentar métodos recientes a través de los cuales la ingeniería de tejidos, utilizando compuestos biocompatibles, ha logrado una satisfactoria regeneración del órgano cutáneo, esto incluirá la revisión del uso de métodos para la regeneración de tejidos, tales como la impresión 3D y el uso de andamios poliméricos, apósitos biodiseñados y células madre.

Abstract Tissue engineering's inherent purpose is to develop skin and organ substitutes to sustain, restore or enhance wounded or sick skin functions in vivo. The cutaneous organ tissue makes up the largest organ extension within the human body, and it is also the most outward organ, which makes it the most prone to injury. Due to these problems, constant effort and research has been made looking to solve them. The review's focus is to present recent methods through which tissue engineering, using biocompatible compounds, has achieved a successful cutaneous organ healing. This will include the review of tissue engineering methods such as 3D printing and the usage of a polymeric scaffold, wound dressings and stem cells.