Investigación y desarrollo de un método para la destrucción de células malignas mediante la acción balística de nano-partículas magnéticas

• Autores: Carlos David Amaya Jaramillo
• Directores de la Tesis: Milagros Ramos Gómez (dir. tes.), José Javier Serrano Olmedo (codir. tes.)
• Lectura: En la Universidad Politécnica de Madrid ( España ) en 2017
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Oscar García Suárez (presid.), Nazario Felix Gonzalez (secret.), Cristina Sánchez López de Pablo (voc.), José Rubén García Montes (voc.), Elena Aznar Gimeno (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ingeniería Biomédica por la Universidad Politécnica de Madrid
• Materias:
  • Física
    • Electromagnetismo
      • Magnetismo
  • Ciencias de la tierra y del espacio
    • Ciencias de la atmósfera
      • Partículas magnetosféricas
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: Archivo Digital UPM
• Resumen

  • Este trabajo es el resultado del diseño, desarrollo e implementación de un equipo para lograr el movimiento de nano-partículas, el cual se realiza a través de la aplicación de un imán permanente y bobinas Maxwell. El objetivo se orienta a estudiar los fenómenos físicos que se presentan cuando la nano-partículas se encuentran en el interior de un campo magnético constante y un gradiente de campo magnético, lo que produce un movimiento lineal de las nano-partículas. Este movimiento lineal de las partículas puede ser de utilidad en diferentes aplicaciones médicas, como es el caso de provocar muerte celular, lo que en un futuro puede ayudar a la lucha contra el cáncer.

    Conseguir muerte celular depende del tipo del movimiento que se pueda inducir a las nano-partículas magnéticas que estén en contacto con las células. Actualmente se están realizando numerosas investigaciones para controlar el movimiento de nano-partículas magnéticas con el fin de destruir células tumorales. En este trabajo se ha logrado conseguir movimientos lineales de nano-partículas magnéticas, y se muestra la mortalidad celular que se produce cuando las células son sometidas al movimiento lineal de las nano-partículas magnéticas localizadas en su interior.

    Este trabajo propone el diseño y utilización de un dispositivo que sea capaz de aplicar corrientes eléctricas de baja frecuencia con magnitudes de corriente inferiores a 7 A para producir el movimiento lineal de las nano-partículas magnéticas. Las bajas frecuencias de corriente evitan problemas de ruido electromagnético y son bien toleradas por los sistemas biológicos.

    El equipo ha sido desarrollado para que cumpla con las condiciones de trabajo de frecuencia inferiores a 40 Hz y corriente de hasta 10 A. En este trabajo se realiza un análisis detallado de la viabilidad celular en respuesta a diferentes parámetros de estimulación, poniendo énfasis especial al análisis de las frecuencias de 1 y 10 Hz, dado al aumento de mortalidad celular observado a frecuencias bajas. La corriente eléctrica con la cual se trabaja es de una magnitud de 7 A, para la obtención del mayor gradiente magnético y por hallarse dentro de los márgenes de seguridad del equipo. Dado que la corriente eléctrica es la señal que se usa como excitación para el control del movimiento de las nano-partículas magnéticas, se estudia la aplicación de esta señal eléctrica con diferentes formas, analizando los efectos de las ondas cuadrada y sinusoidal. Todas estas condiciones mencionadas fueron aplicadas a cultivos celulares para cuantificar la muerte celular producida por el movimiento de las nano-partículas magnéticas.