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Posgrados

LA PROGESTERONA REGULA EL CRECIMIENTO DE TUMORES CEREBRALES

Un grupo de investigadores de la Facultad de Química (FQ) de la UNAM, encabezado por Ignacio Camacho Arroyo, ha encontrado que la hormona sexual progesterona promueve el crecimiento de tumores cerebrales denominados astrocitomas, los más frecuentes y agresivos en el ser humano.

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Desde hace más de una década, el doctor en investigación biomédica básica trabaja en el estudio del papel de las hormonas sexuales en el crecimiento de los astrocitomas, que en su grado más avanzado se conocen como glioblastomas; sus resultados le valieron el tercer sitio del Premio Canifarma 2014 en la categoría de Investigación Básica, que otorga la Cámara Nacional de la Industria Farmacéutica.

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“Hasta el momento no existe tratamiento o alternativa terapéutica eficaz que permita alargar o mejorar la calidad de vida de los afectados. Desafortunadamente, si un paciente con astrocitoma de alto grado (glioblastoma) acude a un servicio de neurología, le queda en promedio un año de vida”, refirió.

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La progesterona regula la proliferación e invasión de células tumorales a través de la interacción con su receptor intracelular (RP), cuya fosforilación modifica su actividad transcripcional e incita su degradación, explicó.

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A lo largo de la investigación “hemos determinado que la progesterona induce el crecimiento de los astrocitomas a través del RP. Se han identificado diferentes modificaciones que pueden tener el RP, en particular, un fenómeno que se llama fosforilación, donde se agregan grupos fosfato a la proteína, lo que modifica su actividad; esa variación trae como consecuencia cambios en el crecimiento y en la invasión de los tumores, remarcó.

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El científico resaltó que en esas modificaciones participa la proteína cinasa C, que puede agregar grupos fosfato al RP, actividad relacionada con el crecimiento tumoral. “Entonces, si de alguna manera podemos evitar esos cambios en la proteína, sería factible tener una alternativa para tratar de inhibir el crecimiento de los tumores”.

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El grupo de investigación ha realizado experimentos in vitro, e in vivo en roedores y en biopsias de tumores de pacientes mexicanos. “A mediano y largo plazo buscaremos llevar nuestros hallazgos a la clínica y empezar a tratar pacientes con fármacos que bloqueen el funcionamiento del RP y de la proteína cinasa C”.

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Los astrocitomas constituyen la primera causa de muerte por tumor cerebral; para ellos no existe cura y tampoco son prevenibles. “Lo que pretendemos es resolver el problema una vez instalada la enfermedad, brindar tratamiento basado en el uso de bloqueadores del RP y de las proteínas cinasas C para detener el crecimiento”.

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Aparte de la información y conocimiento básico generado en esta investigación “buscamos resolver un problema de salud; nos interesa obtener una alternativa para detener la progresión de los tumores cerebrales y así aumentar el tiempo y calidad de vida de los afectados”, reiteró.

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Actualmente, los universitarios trabajan en un modelo animal en roedores con resultados alentadores. “Al bloquear el funcionamiento del RP disminuimos el desarrollo tumoral y la metástasis dentro del propio Sistema Nervioso Central en la rata. Pensamos que el uso de algunos fármacos que inhiban la fosforilación del RP podrían contribuir a obtener un mejor efecto y esto repercutir en una disminución del crecimiento”.

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A lo largo de más de 14 años de este proyecto, han participado estudiantes de servicio social y se ha titulado un número considerable de alumnos de licenciatura, maestría y doctorado. Incluso, muchos de ellos se desarrollan como investigadores independientes en el Instituto de Investigaciones Biomédicas de esta casa de estudios, así como en los institutos nacionales de Neurología y Neurocirugía, y de Psiquiatría, entre otros.-

Boletín UNAM-DGCS-712

Ciudad Universitaria .

7 de diciembre de 2014

Posgrados, Salud, Social, Política y economía

EL SOL HA ENTRADO EN UN PROCESO DE HIBERNACIÓN, REDUCE SU ENERGÍA

El Sol ha entrado en un proceso de hibernación que reduce su energía y durará casi todo el siglo XXI, estimó Víctor Manuel Velasco Herrera, investigador del Instituto de Geofísica (IGf) de la UNAM.

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Ese estado, que inició en 2004,durará entre 60 y 80 años. Tendrá su menor energía hacia el 2030-2050 y repercutirá en la producción agropecuaria, en la salud de los seres vivos y en las formas de producción energética, entre otros aspectos, estimó.

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En un estudio realizado con Blanca Mendoza, del mismo instituto, y Graciela Herrera, del Centro de Ciencias Aplicadas y Desarrollo Tecnológico (CCADET), los científicos recurrieron a modelos teóricos y nuevas herramientas matemáticas para reconstruir los últimos mil años de la actividad solar.

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“Así pudimos encontrar la periodicidad de 120 años, en la que nuestra estrella entra en un gran mínimo; logramos realizar una reconstrucción de alta resolución y un pronóstico para este siglo”, explicó Velasco Herrera.

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El Sol es responsable de la energía que recibimos en la Tierra y que es necesaria para la vida. “Una de las causas importantes por las que hay que interesarse en estudiar su variabilidad es por su efecto directo en nuestro planeta”, afirmó el experto, quien consideró que las consecuencias de la hibernación solar serán eminentes sobre la actividad humana en las siguientes décadas.

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La relevancia de este estudio, difundido en la revista New Astronomy, radica en que los universitarios han encontrado el periodo en que el Sol entra en fases de alta y baja actividad.

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“De nuestro pronóstico, en particular para el siglo XXI, ahora sabemos que entramos a un nuevo mínimo solar, lo que tiene implicaciones en la producción alimentaria mundial y en la producción energética”, señaló.

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Ésta es la reconstrucción más precisa que se tiene a nivel mundial de la actividad solar. Los especialistas estudian los últimos 200 mil años de actividad y para ello recurren al estudio de isótopos cosmogénicos, como el Berilo-10, “que se obtiene de los núcleos de hielo y contiene información indirecta de cómo era la actividad solar en épocas remotas”, indicó.

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Con nuevos algoritmos y metodologías, que se han desarrollado en la UNAM, han logrado estudiar y reconstruir el ciclo solar de los últimos mil años y ahora están por concluir el estudio de los últimos 200 mil años.

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Los primeros datos de la actividad solar datan a partir de 1610, año en que Galileo realizó las primeras observaciones de las manchas solares con su telescopio. “Esto pone a la Universidad Nacional a la vanguardia mundial en la reconstrucción y pronóstico de la actividad solar”, destacó.

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Planear producción energética y agrícola

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Además de la originalidad y alcance de su método, Herrera Velasco enfatizó en su utilidad para llevarlo al plano de la producción energética y agrícola.

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“El proceso de hibernación solar afecta al agro. Tendremos que comenzar a usar esta información para planear cómo activar la producción alimentaria en México y en el mundo, pues cuando el Sol tiene alta actividad, permite tener un buen clima, lo que genera creatividad, paz social y bienestar. Pero si es baja, se reduce el rendimiento, hay problemas energéticos y surgen conflictos entre las sociedades humanas”, consideró.

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Entre los retos a enfrentar, destaca plantear cuál será la energía del siglo XXI –cuando el carbón y el petróleo están a punto de terminar su ciclo y el Sol se reduce como alternativa–, así como nuevas formas de productividad que eviten la escasez de alimentos en una población mundial creciente.

Boletín UNAM-DGCS-711

Ciudad Universitaria .

7 de diciembre de 2014

Educación y cultura, Posgrados, Salud, Social, Política y economía

Avance científico contra el SIDA

En 1983, un grupo de investigación del Instituto Pasteur, de Francia, encabezado por Luc Montagnier, identificó y describió el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH), causante del síndrome de inmunodeficiencia adquirida (sida), infección que provoca el deterioro progresivo del sistema inmunitario y merma la capacidad del organismo para combatir infecciones y enfermedades.

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La Organización Mundial de la Salud (OMS) estima en más de 35 millones el número de personas infectadas en el mundo, la gran mayoría vive en países de ingresos bajos y medios. Es el agente infeccioso más mortífero: hasta 2012, causó 36 millones de decesos.

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En la Facultad de Estudios Superiores (FES) Iztacala de la UNAM, el grupo de investigación dirigido por Leticia Moreno Fierros, en colaboración con Sergio Rosales Mendoza, de la Universidad Autónoma de San Luis Potosí (UASLP), desarrollan una proteína sintética capaz de estimular la respuesta inmunológica dirigida a las regiones conservadas que utiliza el virus para reconocer a los receptores de las células que infecta, así como hacia las que son reconocidas por anticuerpos neutralizantes.

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El agente infeccioso  tiene estrategias para evadir el sistema inmune y mermar el organismo, hasta dejarlo vulnerable a todo tipo de infecciones y enfermedades. Puede mantenerse en forma latente por años o mutar su forma, al integrarse al ADN de las células huésped.

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Para combatirlo, trabajamos en identificar las regiones que, por más que modifique su estructura, requiere para fusionarse a sus blancos e invadirlos. Si logramos bloquearlas por medio de anticuerpos neutralizantes, se evitaría la infección.

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Asimismo, si conseguimos inducir respuestas celulares específicas, los linfocitos TCD8 serían capaces de identificar a las células infectadas y lanzarles una ofensiva directa para eliminarlas, detalló.

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La idea es generar una respuesta inmune específica, dirigida a las regiones del virus que funcionan como receptores en las células blanco. Si logramos inducirla por medio de la vacunación, podríamos tener más posibilidades de proteger a un individuo en el momento en que es infectado, puntualizó en el marco del Día mundial de la lucha contra el sida, que se conmemora cada primero de diciembre.

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En el Laboratorio de Inmunidad de Mucosas, de la Unidad de Investigación en Biomedicina de la FES, Moreno Fierros y su equipo analizan los mecanismos de acción e identifican las vías de señalización que induce en macrófagos y linfocitos –células del sistema inmune-  la proteína  Cry1Ac de Bacillus thuringiensis,  toxina utilizada en insecticidas biológicos.

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En sus trabajos, el grupo describió que la protoxina es inmunogénica, al ser capaz de activar células del sistema inmunológico, y tiene efecto adyuvante mucoso y sistémico, una propiedad útil para mejorar vacunas. Al coadministrarla o conjugarla con diversos antígenos como polisacáridos, proteínas o péptidos del VIH, incrementa la respuesta inmune específica hacia éstos, explicó.

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Al modificar a la proteína Cry1Ac y usarla como vector vacunal incluyéndole epítopes de VIH del asa V3, se alteró su estructura y perdió su inmunogenicidad, pero construimos a la proteína C4V3 que resultó ser inmunogénica, sin necesidad de adyuvante, detalló.

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“El péptido sintético ya existía, pero logramos expresarlo en Escherichia coli y evaluamos su inmunogenicidad, al administrarlo vía oral e intranasal en ratones, observando que era capaz de inducir una respuesta significativa de anticuerpos, en mucosas (vaginales e intestinales) y en suero”.

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A esta construcción le añadieron epítopes neutralizantes del asa V3 de cinco aislados distintos de VIH, regiones de la glicoproteína gp120 del virus, que se unen al receptor CD4 de los linfocitos TCD4. Si los anticuerpos las reconocen, impiden la fusión del virus con la célula blanco. “Como resultado, obtuvimos a la proteína C4V6”.

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Recientemente, al tomar como base  la estructura de C4V3, el grupo mejoró el diseño y elaboró una proteína sintética multiepitópica, la cual incluye regiones que son reconocidas por los anticuerpos capaces de neutralizar al virus.

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“Logramos expresarla en Escherichia coli, en colaboración con Rosales Mendoza, y posteriormente en plantas de tabaco”, subrayó.

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La idea es inducir una respuesta inmune mediante la proteína multi VIH, capaz de neutralizar a un amplio rango de aislados del virus, dirigida a las regiones que utiliza como receptores para fusionarse con células blanco y liberar su material genético, recalcó.

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“Al inmunizar vía oral a ratones, se logró la inducción de anticuerpos específicos hacia los epítopes del VIH incluidos en la proteína. A futuro, es necesario analizar si los anticuerpos inducidos son capaces de neutralizar la infección en cultivos in vitro de células humanas infectadas con el virus. Para el estudio, se requiere infraestructura de bioseguridad, no disponible en nuestro laboratorio”, dijo.

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Además, mejorar la producción de la proteína y purificarla en grandes cantidades para evaluarla como vacuna en otros modelos animales, especificó.

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Moreno Fierros enfatizó que si bien las terapias con antirretrovirales son efectivas en el tratamiento de los infectados, el virus sigue propagándose. Es una causa relevante de mortalidad y morbilidad en el mundo y deben mantenerse los planes para diseñar vacunas diseñadas específicamente para el agente infeccioso.

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Asimismo, aludió a la pertinencia de reforzar las campañas de prevención, en específico, las dirigidas a promover el sexo seguro entre los jóvenes,  el sector de la población más vulnerable frente a la pandemia.

FUENTE: Boletín UNAM-DGCS-693

Ciudad Universitaria.

30 de noviembre de 2014

Educación y cultura, Posgrados, Salud

Control de la Diabetes mellitus tipo 2

Aunque es una de las principales causas de muerte en México, la diabetes mellitus tipo 2 puede afrontarse con calidad de vida si los pacientes son disciplinados al comer y conocen la enfermedad, explicó Alberto Lifshitz Guinzberg, médico internista y profesor de la Facultad de Medicina (FM) de la UNAM.

Según datos del Instituto Nacional de Estadística y Geografía (INEGI), en 2012 fallecieron en el país 85 mil 55 personas a causa de esta afección; ese año se registraron 72.2 decesos por diabetes por cada 100 mil habitantes.

En el país vivimos una epidemia al respecto, que propicia varias complicaciones que generan la muerte, como padecimientos cardiovasculares, insuficiencia renal crónica y enfermedad vascular cerebral, señaló con motivo del Día Mundial de la Diabetes, a celebrarse este 14 de noviembre.

También genera problemas discapacitantes e irreversibles, como la amputación de miembros (especialmente el llamado pie diabético) y la ceguera.

Según las Estadísticas de Mortalidad del INEGI, en 2012 fue la principal causa de muerte en varones entre 45 y 59 años, y de las mujeres de 30 a 44.

El especialista consideró que está subestimada, pues antecede a infartos al miocardio y otros problemas del corazón. “Muchos decesos que se atribuyen a males cardiacos en el fondo son producidos por dicha enfermedad”, subrayó.

Lifshitz calculó que en México al menos un tercio de las personas con la enfermedad no saben que la tienen. “Esto impide el diagnóstico temprano, fundamental para un tratamiento adecuado antes de que aparezcan las complicaciones”.

Otros problemas frecuentes en el país, como la obesidad y la hipertensión, están asociados a la diabetes, en lo que hoy los médicos llaman el síndrome metabólico.

La insulina y sus mitos

El universitario aclaró que hay diversos grados de severidad. “Algunos son muy ligeros, a prueba de pacientes indisciplinados, y otros muy severos y requieren de una vigilancia estricta por parte del enfermo”, remarcó.

En algunas etapas, los afectados requieren de tratamientos con insulina, la sustancia que de manera natural no pueden producir.

Esta última es objeto de mitos, “pero es el mejor medicamento para atenderlos, aunque hay pacientes con alguna resistencia. Se dice que los vuelve ciegos y que ponérsela significa que están muy graves, pero son prejuicios que propician la negativa a recibir esta sustancia”, dijo.

Ante ello, recomendó a las personas con el padecimiento conocerlo a fondo, para saber qué hacer. “No es un asunto de prescripción o de tomar medicamentos, sino de educación. Si se conoce bien y se sabe qué hacer en diversas circunstancias, sin tener al médico cerca, se pueden enfrentar situaciones inéditas. La clave es informarse, leer textos, asistir a programas de educación y ser disciplinado con los alimentos”, insistió.

Aunque existen varias tecnologías para hacerle frente, consideró que aún son muy limitadas y costosas para la mayoría de la población mexicana. Los trasplantes de células insulares, el páncreas artificial y las bombas de infusión de insulina son inaccesibles para la mayoría y, por ello, tardarán en ser una solución.

En cambio, aprender a comer de manera saludable, hacer ejercicio y conocer la afección para saber qué hacer ante diversas circunstancias, son tres condiciones que la mayoría de los pacientes puede aplicar para tener una calidad de vida aceptable,

FUENTE:  Boletín UNAM-DGCS-659 - Ciudad Universitaria. - 13 de noviembre de 2014

Educación y cultura, Posgrados, Salud

Nanobiomateriales

Laura Alicia Palomares Aguilera, investigadora del Instituto de Biotecnología (IBt) de la UNAM, obtuvo el Premio Interciencia 2014 que otorga la Asociación del mismo nombre, galardón que recibió recientemente en la ciudad de Panamá.

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El gobierno de Canadá, en colaboración con la Association francophone pour le savoir, en su calidad de miembro de la Asociación Interciencia, establecieron una fundación con la finalidad de auspiciar el otorgamiento de un premio anual que reconozca a un individuo que haya hecho una contribución sobresaliente al avance de una disciplina de las ciencias y la ingeniería en los países de América.

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En esta ocasión, el Comité Ejecutivo de la Asociación Interciencia seleccionó el campo de ciencias de la vida. El jurado evaluó la calidad científica del trabajo de los candidatos, su repercusión en el área respectiva y su impacto en la región.

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Así resultó ganadora Palomares Aguilera, quien centra su investigación en el diseño de procesos para la producción de vacunas, vectores para terapia génica y nuevos nanomateriales basados en proteínas virales recombinantes.

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La ingeniera bioquímica por el Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey (1990), así como maestra (1996) y doctora en Ciencias (1999) por la UNAM, explicó que su interés principal es aprovechar las proteínas de los virus para crear nuevos elementos que sean de utilidad para la sociedad.

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“Lo que hace mi grupo es producir las proteínas de los virus de forma recombinante, es decir, mediante un organismo que no es el propio virus; con ellas, ya purificadas, diseñamos nuevas cosas. Es interesante porque son capaces de auto ensamblarse, como piezas de un rompecabezas, y pueden obtenerse estructuras más grandes”, comentó.

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Por ejemplo, cierta proteína se puede ensamblar en tubos vacíos, “que hemos funcionalizado con metales para crear nuevos nanobiomateriales, que tienen las funciones tanto de la proteína, como del metal”.

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Este trabajo se comenzó con metales nobles, oro y plata, el primero biocompatible y el segundo con actividad antimicrobiana. Luego se empezaron a usar otros que funcionan como catalizadores, como paladio y platino, y otros materiales ferromagnéticos, para conferir a la proteína características magnéticas. “Los elegimos con base en alguna propiedad específica que buscamos en el nanobiomaterial”. Este desarrollo ya cuenta con una patente internacional.

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También se han utilizado proteínas para generar nuevas vacunas que contienen estructuras de proteínas idénticas al virus original, pero sin su material genético, por lo que no pueden causar enfermedad. Como si fuera un “caballo de Troya”, el organismo ‘piensa’ que es el virus y desencadena una respuesta inmune eficiente y una vez que el virus original ataca, el cuerpo ya está entrenado para reconocerlo y eliminarlo con rapidez.

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En específico, Laura Alicia Palomares Aguilera explicó que en su laboratorio se trabaja con rotavirus, baculovirus, el virus de la influenza y el virus adenoasociado.

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El primero “está formado por tres capas concéntricas de proteínas y cada una tiene características únicas, con propiedades interesantes. En este caso, las proteínas de los virus son como una caja de herramientas de la cual elegimos las que queremos, con base en sus características”.

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El baculovirus se utiliza para un sistema de expresión de proteínas recombinantes muy eficiente, y la científica y sus colaboradores lo han aprovechado para “construir” nuevos virus, es decir, genéticamente modificados.

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La glicoproteína del virus de la influenza, abundó, no sólo nos ha interesado desde el punto de vista de las vacunas contra esa enfermedad, que es relevante, sino también porque tiene capacidad de unirse a membranas y células y, por lo tanto, logran servir como “anclas que pueden dirigir lo que nosotros queramos a alguna célula en específico”.

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En tanto, el virus adenoasociado es un vector para terapia génica, el único que se ha aprobado en el mundo occidental para ser empleado en humanos.

Palomares Aguilera también ha dedicado sus esfuerzos a apoyar la biotecnología médico-farmacéutica nacional. “Aunque en México existe una alta capacidad de los científicos, nuestra industria no tiene los niveles de desarrollo de nuevos medicamentos que existen en otros países”.

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Por eso, nuestra labor es producir recursos humanos altamente capacitados que respondan a las necesidades de la industria, su grupo tiene convenios con empresas nacionales para apoyar proyectos de biotecnología moderna y fomentar el desarrollo de estos medicamentos en nuestra nación.

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“Trabajamos en ciencia básica porque es el cimiento de cualquier otro desarrollo, pero siempre buscamos el enlace con la industria, con el fin de apoyarla para que se modernice y aproveche las nuevas tecnologías”, dijo.

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El galardón

Respecto al Premio Interciencia 2014, la científica expresó que es un reconocimiento internacional que no esperaba, pero que la tiene satisfecha, porque “el esfuerzo realizado es reconocido y nos sirve como estímulo para seguir”.

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La labor científica es imposible si la hace una sola persona; es el esfuerzo de todo un grupo: alumnos, técnicos académicos y colaboradores, que son muchos y nos han permitido incursionar en áreas variadas.

Fuente: Boletín UNAM-DGCS-641 - Ciudad Universitaria.  - 4 de noviembre de 2014

Educación y cultura, Posgrados

Supercondensadores a base Cannabis

Las fibras resultantes de los residuos del cultivo del cannabis industrial o cáñamo –utilizadas para la producción de telas, papel, biocombustibles– pueden ser transformadas en dispositivos de almacenamiento de energía de alto rendimiento.

Un equipo de científicos “cocinó” la corteza de cannabis para transformarla en nanoláminas de carbono y construyó supercondensadores “similares o mejores que el grafeno”, el material por excelencia de esta industria.

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¿Reavivará EE.UU. su antiguo amor por el cáñamo?

Los investigadores estadounidenses creen que los autos y las herramientas eléctricas podrían aprovechar esta tecnología del cáñamo.

Sus más recientes trabajos fueron presentados en la reunión de la Sociedad estadounidense de química en San Francisco.

“La gente me pregunta: ¿por qué el cáñamo? Yo les respondo: ¿por qué no?”, dice el doctor David Mitlin de la Clarkson University en Nueva York, quien describió su dispositivo en la revista científica ACS Nano.

“Estamos haciendo sustancias parecidas al grafeno pero gastando una milésima parte del precio y lo estamos haciendo con basura”.

“El cultivo del cannabis que utilizamos es perfectamente legal. No tiene tetrahidrocannabinol (THC), así que no hay riesgo de solapamiento con el uso recreativo”.

Los costos

En países como China, Canadá y Reino Unido, el cáñamo puede ser cultivado industrialmente para hacer textiles y materiales de construcción.

Pero por lo general, la fibra resultante –la corteza interior– termina en los basureros.

Fibras de cáñamo

Las fibras de cannabis se usan en tejidos y materiales de construcción, pero los residuos se desperdician.

El equipo de Mitlin tomó estas fibras y las recicló, hasta convertirlas en supercondensadores: dispositivos de almacenamiento de energía que están transformando la forma en la que los aparatos electrónicos reciben energía.

Las baterías convencionales almacenan grandes reservas de energía y la proveen lentamente, mientras que los supercondensadores pueden descargar rápidamente toda su carga.

Son ideales para máquinas que dependen de fuertes descargas de poder. En los autos eléctricos, por ejemplo, los supercondensadores se utilizan para el frenado regenerativo.

Liberar este torrente requiere electrodos con alta área de superficie, una de las muchas propiedades fenomenales del grafeno, que es más fuerte que el diamante, mejor conductor que el cobre y más flexible que el caucho: el “material milagroso”.

Sin embargo, es prohibitamente caro de producir.

Receta secreta

El grafeno

grafeno

Es una sustancia de carbono puro, que existe como una lámina de un átomo de espesor

Los átomos están dispuestos en una estructura de panal de abeja de dos dimensiones

El descubrimiento de grafeno fue anunciado en 2004 por la revista Science

Es cerca de 100 veces más fuerte que el acero; conduce la electricidad mejor que el cobre

Podría sustituir al silicio en la electrónica

Aproximadamente un 1% de grafeno puede convertir al plástico en conductor de electricidad

Encontrar alternativas baratas y sostenibles es la especialidad del grupo de investigación de Mitlin en la Universidad de Alberta, en Canadá.

Ellos han experimentado con todo tipo de residuos biológicos: desde musgo de turba hasta huevos. Más recientemente, convirtieron cáscara de banano en las baterías.

“Se pueden hacer cosas muy interesantes con los biorresiduos. Hemos descubierto la receta secreta para sacarles provecho,” dice Mitlin.

El truco es adaptar la fibra vegetal al dispositivo eléctrico correcto, de acuerdo a su estructura orgánica.

“Las cáscaras de banano pueden convertirse en un bloque denso de carbono, al que llamamos pseudografito, y eso es genial para las baterías de iones de sodio”, explicó.

“Pero si nos fijamos en las fibras de cáñamo, su estructura es distinta: hace láminas con una amplia superficie propicia para los supercondensadores”.

El primer paso, dice, “es cocinarlo como en una olla de presión”. Ese proceso es conocido como síntesis hidrotermal.

“Una vez que se disuelve la lignina y la semicelulosa, se obtienen estas nanoláminas de carbono, una estructura pseudografeno”.

Al convertir estas hojas en electrodos y añadirles un líquido iónico como el electrolito, su equipo hizo supercondensadores que funcionan a una amplia gama de temperaturas y una alta densidad de energía.

Cultivo de cáñamo

El cannabis industrial es un cultivo robusto que podría fortalecer muchas economías.

Las comparaciones directas con los dispositivos rivales son complicadas por la variedad de las medidas de rendimiento.

Pero el trabajo fue revisado por homólogos de Mitlin que calificaron al dispositivo como “a la par o incluso mejor” que los dispositivos comerciales basados en el grafeno.

“Funcionan a temperaturas menores a los 0ºC y poseen una de las mejores combinaciones de potencia de energía reportada por cualquier carbono. Por ejemplo, en una muy alta densidad de potencia de 20 kW/kg (kilovatios por kilo) y temperaturas de 20ºC, 60ºC y 100ºC, las densidades de energía son de 19, 34 y 40 Wh/kg (vatios-hora por kilo) respectivamente”.

Una vez armados, su densidad de energía es de 12 Wh/kg, y puede conseguirse en un tiempo de carga menor de seis segundos.

Crecimiento de la industria

Semillas de hemp

El cannabis industrial no es lo mismo que la marihuana, cuyo uso es recreativo o medicinal.

“Obviamente, el cáñamo no puede hacer todo lo que hace el grafeno”, admite Mitlin.

“Sin embargo, para el almacenamiento de energía, funciona igual de bien y cuesta una fracción del precio: entre US$500 y US$1.000 por tonelada”.

Después de haber establecido una prueba de principio, su compañía Alta Supercaps está a la espera de comenzar la fabricación a pequeña escala.

Se tiene previsto comercializar dispositivos para las industrias de petróleo y gas, donde la operación en altas temperaturas es un activo valioso.

Su traslado a Estados Unidos coincide con un cambio en las actitudes de regulación, con señales de que el cáñamo podría estar haciendo una reaparición.

En China, la cosecha se cultiva extensamente, y en Canadá, la industria de los textiles está creciendo.

“Cerca de mi casa en Alberta hay una instalación de procesamiento de cáñamo agrícola. Y toda fibra está tirada allí, no saben qué hacer con ella”, le cuenta Mitlin a la BBC.

“Es un producto de desecho en busca de una aplicación que le otorgue valor añadido. La gente está prácticamente pagando para deshacerse del cáñamo”.

Y si la tecnología realmente despega, podría ayudar a las economías, argumenta el experto.

“Es una planta robusta. Muchos de los agricultores estarían encantados de cultivar cáñamo”.

Fuente: ¿Podrá el cannabis remplazar al “material milagroso”?  - James Morgan - BBC

Educación y cultura, Posgrados

PRODUCCIÓN CIENTÍFICA DISPONIBLE PARA LA POBLACIÓN. ABIERTA Y GRATUITA

Mediante el Portal de Revistas Científicas y Arbitradas, público de todo el mundo tendrá acceso a contenidos de más de 90 títulos de esta casa de estudios incluidos en índices nacionales e internacionales

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El Portal de Revistas Científicas y Arbitradas de la UNAM (www.revistas.unam.mx) impulsa la transición de la edición impresa a la digital a través del acceso gratuito a contenidos de más de 90 títulos presentes en índices nacionales e internacionales por su relevancia y alcance.

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Toda la UNAM en Línea es la puerta de entrada al sitio que pone a disposición de la comunidad universitaria y el público en general más de 31 mil artículos arbitrados —disponibles en texto completo para consulta y en formato PDF para descarga— que abarcan áreas como ciencias, disciplinas sociales, artes y humanidades.

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Los archivos cuentan con reconocimiento óptico de caracteres, lo que facilita la indexación de los contenidos en los principales motores de búsqueda en la web, como Google.

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El portal constituye un sistema de gestión editorial para las publicaciones académicas y utiliza las herramientas de software gratuito más avanzadas, estableció Guillermo Chávez Sánchez, de la Dirección General de Tecnologías de la Información y la Comunicación (DGTIC).

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Se incluyen 27 de los 98 títulos comprendidos en el Índice de Revistas Mexicanas de Investigación Científica y Tecnológica del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt).

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Las publicaciones referidas también tienen presencia en la Web of Science y Scopus (11 y 21 títulos, respectivamente), dos de las bases de datos con citas de publicaciones científicas más importantes. “Las revistas universitarias tienen el mayor posicionamiento, alcance y factores de impacto entre las ediciones mexicanas”, destacó.

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Entre los títulos señalados se cuentan la Revista mexicana de biodiversidad, Atmósfera, Geofísica internacional, Investigación bibliotecológica, Revista internacional de contaminación ambiental, Revista mexicana de astronomía y astrofísica, Revista mexicana de ciencias geológicas e Investigaciones geográficas.

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Con apoyo de la tecnología, el portal facilita el intercambio de datos con sistemas internacionales, como el Directorio de Revistas de Acceso Abierto o el Sistema de Identificación de Objetos Digitales (DOAJ y DOI por sus siglas en inglés, respectivamente) y próximamente con la biblioteca virtual SciELO México.

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Chávez Sánchez, responsable de Publicaciones Digitales de la DGTIC, subrayó que los trabajos impulsan la gestión editorial, la digitalización de procesos y contenidos y la publicación en línea de este tipo de revistas. En fecha próxima se presentarán los lineamientos institucionales para las ediciones académicas y arbitradas de diversas instancias universitarias.

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Recursos digitales

El también secretario del Consejo de Publicaciones Académicas y Arbitradas de la UNAM recordó que el portal fue creado en 2009 para ampliar la visibilidad de las publicaciones científicas de la Universidad.

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En su primera versión tomó en cuenta a las 25 mejor posicionadas y con mayor alcance, como Atmósfera, Revista mexicana de sociología, Revista mexicana de la biodiversidad, Revista de la Facultad de Medicina, Boletín mexicano de derecho comparado y Problemas del desarrollo.

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En el marco del relanzamiento de Toda la UNAM en Línea se incluyeron 73 títulos y se alcanzaron más de 31 mil artículos disponibles a texto completo, consultables y descargables de forma gratuita en el portal, en apego al Movimiento de Acceso Abierto a la Información Científica.

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“La Universidad Nacional es una institución precursora en la adopción de este tipo de iniciativas”, enfatizó.

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Los trabajos están orientados a garantizar el acceso libre al acervo de las revistas científicas de esta casa de estudios. Es el caso de Anales del Instituto de Investigaciones Estéticas, cuyo primer número fue publicado en 1937, o la Revista mexicana de física, publicada por primera vez en 1952. Actualmente, se desarrollan aplicaciones para teléfonos celulares y tabletas para facilitar la consulta, informó.

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Los servicios que brinda están basados en el uso del Sistema de Acceso Abierto (OJS, por sus siglas en inglés), desarrollado por la Universidad de Stanford, Estados Unidos, que enlaza a más de 200 instituciones educativas en el mundo y facilita la gestión editorial de las revistas de forma electrónica.

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Con esta plataforma pueden realizarse los procesos de recepción, revisión y arbitraje de los artículos totalmente en línea y de forma independiente. A la fecha, más de 270 editores universitarios se han capacitado en el uso de estas herramientas.

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El Portal de Revistas Científicas y Arbitradas de la UNAM es ejemplo del uso de los avances de acceso abierto en la gestión editorial. Si los editores del país utilizaran plataformas con tecnologías similares podría crearse un repositorio y un sistema de consulta de las publicaciones mexicanas con algoritmos informáticos inteligentes y tecnologías avanzadas, como minería de datos, big data y web.

Fuente: Boletín UNAM-DGCS-281 — Ciudad Universitaria. — 14 de mayo de 2014.

Educación y cultura, Posgrados, Social, Política y economía, opinión

ALEACIÓN METÁLICA BIOCOMPATIBLE PARA PRÓTESIS DENTALES, CRANEALES Y DE CORAZÓN

DESARROLLAN ALEACIÓN METÁLICA BIOCOMPATIBLE PARA PRÓTESIS DENTALES, CRANEALES Y DE CORAZÓN

El material de cobalto-cromo es más económico y más biocompatible y resistente a la corrosión que los aceros inoxidables o el titanio; su durabilidad estimada es de 100 años  ———

Se trata de la primera vez que en nuestro país se utiliza la técnica de solidificación rápida para aplicaciones biomédicas en aleaciones metálicas base cobalto ————

El equipo científico encabezado por Julio Juárez Islas, coordinador del Programa Universitario de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la UNAM, desarrolló una aleación metálica de cobalto-cromo para prótesis e implantes, más económica, biocompatible y resistente a la corrosión que los aceros inoxidables o el titanio.

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Mediante el empleo de una técnica poco utilizada en México: la solidificación rápida, los universitarios han obtenido un material con mejores propiedades mecánicas, útil para prótesis dentales, craneales y de corazón, con una durabilidad estimada de 100 años.

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Es la primera vez que en nuestro país se utiliza ese método (que permite bajar de dos mil grados a temperatura ambiente en fracciones de segundo) para aplicaciones biomédicas; a escala mundial no hay reportes de una investigación similar, por lo que podría tratarse del primer grupo científico en realizarla.

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Una vez que se obtuvo el material con las características idóneas –que permite el crecimiento de tejido mineral más rápido que las aleaciones base titanio o los inoxidables–, se trabaja en la instalación del centro de maquinado (se ubicará en el Instituto de Investigaciones en Materiales) para iniciar con la fabricación de nueve implantes dentales (actualmente se tiene una preforma) de diferentes tamaños, mismos que se implantarán en seres vivos

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Al mismo tiempo, iniciará el proceso de patente del procedimiento para la obtención de las piezas, indicó Julio Juárez Islas.

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Este proyecto, recordó, surgió de una visita de integrantes del Instituto Nacional de Cardiología “para que los apoyáramos en la fabricación de aleaciones con cobalto, como componente principal, y níquel, hierro, molibdeno, cromo, carbono y silicio, para la fabricación de pequeños alambres que al unirse forman un implante cardiaco”.

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No existe compañía nacional alguna que los produzca. Los implantes dentales, sustitutos artificiales de la raíz de un diente, se importan de Alemania, Estados Unidos e Italia, incluso de algunos países latinoamericanos, como Colombia, apuntó.

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Fue así que se originó la aleación, pero en ella se generaron compuestos intermetálicos en regiones llamadas dendritas, que producen grietas en el material.

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“Se encontró que al incrementar la velocidad de enfriamiento o al retirar la mayor cantidad de calor posible de un material que se solidificará, se pueden suprimir las regiones interdendríticas segregadas”.

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Así, los universitarios buscaron un método para tener una aleación que haga ese proceso de manera rápida y que permita contar con preformas sin segregaciones. “Hicimos una fusión y solidificación en donde se utiliza un horno de inducción al vacío, en el que se pueden fundir hasta 50 kilogramos base cobalto. Iniciamos la fusión de las aleaciones en crisoles de alúmina, vaciados por gravedad; luego usamos moldes en forma de ‘V’ o rectangulares. Posteriormente se harán cilíndricos, para evaluarlos”.

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Los implantes dentales tienen un diámetro máximo de cinco milímetros y una longitud de 15. En cambio, las prótesis para cráneo –cada vez con mayor demanda debido al incremento en la práctica de deportes extremos– son más grandes.

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Lo que lleva más detalle y requiere mayor diseño en los moldes son las prótesis para corazón (de 2.2 centímetros de diámetro, dos de altura y 0.5 mm de espesor), que llegan a tener un costo de 30 mil dólares. Los procesos de producción varían, acotó.

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“Nuestra idea es que el proceso de fabricación sea tan económico que la Universidad pueda donar piezas a pacientes de escasos recursos que así lo requieran”, comentó Juárez Islas.

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Para llevar a cabo la aportación y desarrollar el material participan expertos del posgrado de la Facultad de Odontología, así como metalúrgicos, ingenieros, físicos y médicos.

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El grupo ha comprobado no sólo la mayor biocompatibilidad de la aleación, sino la mejor osteointegración y durabilidad, estimada en 100 años porque “es muy difícil que un paciente viva más que eso. Un infante no puede recibir una prótesis que dure medio siglo, porque la esperanza de vida es cada vez mayor. La funcionalidad de los materiales depende de su resistencia a la corrosión y éstos han probado serlo”.

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El coordinador explicó que para que este material se coloque en humanos debe cubrir las normas de la Secretaria de Salud y de la Comisión Federal para la Protección contra Riesgos Sanitarios; el trámite y las pruebas tardarán entre uno y dos años.

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Ana Laura Ramírez Ledesma, José Jorge Cayente Romero y Marco Antonio Aguilar Méndez, estudiantes de doctorado los dos primeros, y de maestría, el último, en el Programa de Posgrado en Ciencia e Ingeniería de Materiales, participan en el proyecto.

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Ramírez Ledesma analiza la solidificación rápida en las aleaciones cobalto-cromo y las microestructuras obtenidas a partir del proceso de fusión en el molde en forma de ‘V’.

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“Caracterizamos las muestras por medio de microscopía electrónica de barrido”. Así, ha podido determinar que conforme aumenta el contenido de cromo, más allá del 20 o 25 por ciento, aparecen precipitados y fases secundarias en las regiones interdendríticas.

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Los alumnos también realizan pruebas con rayos X y de tensión, fatiga, desgaste e impacto, para establecer las propiedades mecánicas de la aleación de interés.

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En tanto, Cayente Romero explicó la importancia de entender cómo se alían los materiales y la forma en que se enfrían, con la finalidad de mejorarlos. Asimismo, cómo puede contribuir su textura para que se fije mejor el implante.

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Aguilar Méndez determina la influencia de los tratamientos térmicos en aleaciones cobalto-cromo para dar las propiedades mecánicas adecuadas. “Probamos con tratamientos a diferentes tiempos con la finalidad de homogenizar el material y bajar la dureza, de otro modo se requeriría usar cortadoras o equipos especiales y eso incrementaría los costos de los implantes y prótesis. Que sea lo más barato posible para que sirva a más personas”

FUENTE: Boletín UNAM-DGCS-274   —- Ciudad Universitaria — 11 de mayo de 2014

Educación y cultura, Posgrados, Salud, Social, Política y economía

ENSEÑANZA, DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE DISPOSITIVOS MEMS

FACULTAD DE INGENIERÍA LA ENSEÑANZA, DISEÑO Y CONSTRUCCIÓN DE DISPOSITIVOS MEMS

En dos nuevos laboratorios y otros dos puestos en operación en 2005 y 2006, académicos y alumnos de la Facultad de Ingeniería (FI) de la UNAM podrán diseñar, modelar, caracterizar y fabricar micro sistemas electromecánicos (MEMS, por las siglas en inglés de micro electro mechanical systems), dispositivos diminutos con crecientes aplicaciones en las industrias de telecomunicaciones, biomédica, electrónica y automotriz, entre otras.

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Sus dimensiones físicas varían desde los cientos de micras hasta menos de una, y combinan partes mecánicas, eléctricas y electrónicas integradas en un mismo sustrato, que generalmente es de silicio. Estas estructuras incluyen micro-sensores y micro-actuadores capaces de convertir la energía de una forma a otra.

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Además de su alto rendimiento, tienen la ventaja de que su producción se realiza por lotes, como ocurre en la industria de los circuitos integrados (chips), lo que implica una reducción del costo al fabricarlos a gran escala.

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Proyecto UNAMems

“El Proyecto UNAMems tiene que ver con infraestructura, investigación y docencia. Con la puesta en operación de estos dos laboratorios cerramos el primer objetivo, que consistió en establecer la infraestructura básica para realizar diseño y modelado (Laboratorio de Diseño y Modelado, 2005), caracterización (Laboratorio de Caracterización y Pruebas, 2006) y fabricación (Laboratorios de Micro-Fabricación y de BioMEMS, 2014) de estos dispositivos MEMS en México”, indicó Roberto Tovar Medina, coordinador del proyecto y jefe del Departamento de Electrónica de la FI.

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“Otro objetivo importante del proyecto es la integración y formación de profesionales de alto nivel. Contamos con un grupo de investigación sólido, reconocido en el país, con alta producción de artículos”, abundó.

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En su oportunidad, Gonzalo Guerrero Zepeda, director de esa facultad, destacó que “esta instalación redondea un proyecto de más de 10 años, apoyado logísticamente por Guillermo Fernández de la Garza, director Ejecutivo de la Fundación México-Estados Unidos para la Ciencia, y por Tovar Medina, quien se ha encargado de consolidarlo”.

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El impulso al desarrollo de MEMS, acotó, se engrana con otros proyectos de la entidad, como los desarrollados en los Centros de Ingeniería Avanzada y de Alta Tecnología, donde se generan tecnologías propias relacionadas a las necesidades de la industria nacional en áreas como el reciclaje y la aeronáutica.

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Esta novedosa infraestructura servirá para docencia e investigación y ayudará a la puesta en marcha de los nuevos planes de estudios, destacó Francisco García Ugalde, jefe de la División de Ingeniería Eléctrica, a donde están adscritos los dos nuevos laboratorios.

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Los cuatro proyectos principales del Centro UNAMems están enmarcados en el tercer objetivo de UNAMems, que se refiere a la asimilación y uso de esa tecnología en áreas como las telecomunicaciones, salud e industria automotriz. Los principales responsables son Pablo Pérez Alcázar, Oleksandr Martynyuk, Laura Oropeza Ramos, Ismael Martínez y Jorge Rodríguez Cuevas.

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Actualmente, el grupo del Proyecto UNAMems está formado por ocho doctores, dos maestros en ingeniería y cinco ingenieros, quienes imparten clases en el módulo de Microsistemas en el posgrado de Ingeniería. Por otra parte, se incluyeron una materia obligatoria y dos optativas de esta tecnología en la nueva propuesta de la carrera de ingeniería eléctrica y electrónica, que se encuentra en proceso de aprobación.

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Aplicaciones

Entre las aplicaciones de los MEMS destacan los micro-sensores para detección de temperatura, presión, fuerzas de inercia, campos magnéticos y radiación, entre otras.

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En tanto, los micro-actuadores incluyen el desarrollo de micro-válvulas para el control de flujo de gas y líquidos; interruptores ópticos y espejos para redirigir o modular haces de luz; micro-bombas para desarrollar presiones positivas en fluidos y hasta diminutos alerones para modular corrientes de aire sobre superficies.

Fuente Boletín UNAM-DGCS-267

Ciudad Universitaria.  8 de mayo de 2014.

Educación y cultura, Física y Química, Posgrados

DESARROLLAN POLIURETANO BIOCOMPATIBLE PARA USO BIOMÉDICO

Para evitar las infecciones que muchos pacientes adquieren al insertárseles sondas, válvulas o cualquier material implantable en su cuerpo, Franklin David Muñoz Muñoz desarrolló –durante su estudio de doctorado en la UNAM– una metodología para modificar o funcionalizar materiales de uso biomédico como el poliuretano.

Para ello utilizó radiación de alta energía, de tal manera que sus parámetros de biocompatibilidad y citotoxicidad se alteraran de forma negativa. Un objetivo específico era incluir funcionalidades que permitieran interaccionar con un antibiótico para, posteriormente, lograr una liberación controlada, en especial sobre los sitios de implante.

Bajo la tutoría de Emilio Bucio Carrillo, investigador del Instituto de Ciencias Nucleares (ICN) de esta casa de estudios, Muñoz Muñoz, químico colombiano (quien cursó maestría y doctorado en Ciencias Químicas en esta casa de estudios) mejoró un poliuretano comercial, de marca registrada Tecoflex®, al modificar su estructura interna para conferirle sensibilidad a estímulos como la temperatura y pH.

Por este desarrollo, ya patentado, ganó la edición 2013 del Premio IIM-UNAM a la Mejor Tesis Doctoral en el Área de Ciencia e Ingeniería de Materiales, que desde hace 18 años otorga el Instituto de Investigaciones en Materiales (IIM) de esta universidad.

La investigación se realizó en el Laboratorio de Macromoléculas del Departamento de Química de Radiaciones y Radioquímica del ICN, en colaboración con el Departamento de Farmacia y Tecnología Farmacéutica de la Facultad de Farmacia de la Universidad Santiago de Compostela, de España.

Con frecuencia, los polímeros convencionales con los que están hechos varios dispositivos de uso biomédico se relacionan a la generación de infecciones en pacientes durante un proceso quirúrgico o una estancia hospitalaria, pues son fácilmente colonizados por bacterias presentes en este medio, como Staphylococcus aureus, que como la mayoría, tienen la capacidad de poblar rápidamente la superficie de los materiales y formar biocapas o biopelículas, mecanismo que las hace impermeables a la acción de los antibióticos.

Ello conduce a un problema de salud pública que abarca no sólo los altos niveles de mortalidad y morbilidad, sino también el incremento de los costos del tratamiento (debido al reemplazo inmediato del dispositivo infectado) y de la estancia hospitalaria, así como la necesidad de una nueva administración de antibióticos con un aumento en sus dosis, explicó Muñoz en entrevista.

Irradiar para modificar la estructura

Para modificar e incorporar nuevas funcionalidades en el poliuretano comercial, ese material fue sometido al irradiador Gamma-Beam 651 PT del ICN. Con ese proceso se promovieron reacciones de injerto y entrecruzamiento para formar sistemas de redes interpenetrantes con respuesta dual a los cambios de temperatura y pH en medios fisiológicos.

Las modificaciones fueron optimizadas para maximizar la interacción entre el material y los fármacos, como la vancomicina –antibiótico usado para combatir bacterias gran-positivas–; con ello se logra liberar la sustancia de manera controlada y localizada específicamente en los sitios de inserción. Con este método se pudo inhibir el crecimiento bacteriano sobre catéteres y láminas del material propuesto.

Escogimos el material Tecoflex® por sus ventajas frente a otros polímeros en aplicaciones biomédicas, como son su alta biocompatibilidad y baja toxicidad, para comprobar que un uso adecuado de la radiación gamma sirve como herramienta para dotar de nuevas y múltiples funciones especializadas a estos materiales, sin alterar negativamente sus parámetros.

Además, hemos avanzado en la meta de reinsertar el uso en aplicaciones biomédicas, de otros polímeros que actualmente son descartados por su susceptibilidad a la colonización bacteriana, como son el polipropileno y el polietileno, detalló.

Las infecciones bacterianas se adquieren con frecuencia en procesos quirúrgicos, posoperatorios o por una asepsia inadecuada sobre las puntas del implante expuesto al medio, lo que implica un riesgo para los pacientes que necesitan convivir a diario con esta clase de dispositivos. “Con estos nuevos materiales buscamos que un sistema implantable, como un catéter, extienda su vida útil después del proceso de inserción y así atravesar con éxito las primeras 24 horas de aplicación, periodo de alta vulnerabilidad para esta clase de dispositivos”, acotó.

Con el nuevo insumo, en las primeras horas de uso los dispositivos empiezan a liberar las sustancias bioactivas, para evitar la colonización durante el proceso quirúrgico.

Tras la irradiación, el material fue modificado con componentes químicos sensibles a estímulos, que liberan o absorben sustancias farmacológicas en respuesta a las condiciones del medio. “El material fue optimizado de tal manera, para que según los valores de temperatura o pH del paciente la sustancia sea liberada de forma local en el organismo, al migrar desde su superficie. Por otro lado, el uso de radiación implica que otros precursores e iniciadores de reacción, considerados como contaminantes en muchos materiales diseñados para aplicaciones biomédicas, sea omitido”

FUENTE: Boletín UNAM-DGCS-131 – Ciudad Universitaria - 5 de marzo de 2014.

Educación y cultura, Posgrados, Salud

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