UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

Transcripción

1 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA PROGRAMA ANALÍTICO FIME Nombre de la unidad de aprendizaje: Tópicos Selectos de Bio-dispositivos. Frecuencia semanal: Una sesión de 3 hrs. Horas presenciales: 3 hrs.horas de trabajo extra-aula: 4.5 hrs. Modalidad: presencial Período académico: semestre Unidad de aprendizaje: ( X ) obligatoria ( ) optativa Área curricular, según el nivel educativo: Licenciatura () Formación básica profesional ( X ) Formación profesional ( ) Formación general Universitaria ( ) Libre elección Créditos UANL: 3 incluyendo laboratorio Fecha de elaboración: Fecha de la última actualización: Responsables del diseño: Presentación: Los Biosensores son bio-dispositivos que utilizan básicamente dos componentes: un transductor y un bio-receptor para detectar eventos biológicos específicos. Su aplicación es particularmente importante en la Ingeniería Biomédica. Debido a esto es importante diferenciar el tipo de transductor y bio receptor a utilizar en un biosensor para detectar apropiadamente el evento biológico deseado. La unidad de aprendizaje se divide en tres fases. La primera fase contempla una introducción a los diferentes tipos de transductores y bio-receptores en los biosensores. En la segunda fase el estudiante aprenderá aplicaciones en la Ingeniería Biomédica de estos biosensores dependiendo de su componente transductor. La tercera etapa el estudiante selecciona y analiza un biosensor con referencia a sus aplicaciones y el uso apropiado de sus componentes para detección apropiada de señales. Propósito: Caracterizar un biosensor y sus componentes: bio-receptor y transductor, así como sus aplicaciones en el campo de la Ingeniería Biomédica. Seleccionar un biosensor con aplicación innovadora en la Ingeniería Biomédica a partir del estado del arte actual.

2 Competencias del perfil de egreso: a. Competencias de la Formación General Universitaria a las que contribuye esta unidad de aprendizaje: Esta unidad de aprendizaje contribuye al desarrollo de las siguientes competencias generales: Competencias instrumentales: Capacidad para un aprendizaje autónomo. Habilidades para la utilización de diversos lenguajes: lógico, formal, matemático, icónico, verbal y no verbal. Manejo efectivo en el uso y gestión de las tecnologías de la información. Capacidad de comunicarse en su lengua materna. Habilidades para el desarrollo de diversas expresiones del pensamiento: lógico, crítico, creativo y propositivo. Competencias personales y de interacción social Aceptación, compromiso y respeto a la diversidad social y cultural. Compromiso profesional y humano frente a los retos de la sociedad contemporánea en lo local y global. Ejercicio de los valores promovidos por la UANL, tales como: verdad, solidaridad, responsabilidad, libertad, justicia, equidad y respeto a la vida. Capacidad de un trabajo inter, y multidiciplinario. Habilidad para reconocer las amenazas al entorno social y ecológico desde los ámbitos profesional y humano. Competencias integradoras Habilidades para la aplicación de conocimientos. Capacidad para promover un desarrollo sustentable a través de la comprensión holística de la realidad y la planeación e implementación innovadora y creativa de soluciones. Capacidad para la solución de problemas y la adecuada toma de decisiones. b. Competencias específicasdel perfil de egreso a las que contribuye la unidad de aprendizaje:

3 Representación gráfica Instrumentales. Interacción Social Competencias de la Unidad de Aprendizaje Integradoras

4 Unidad temática1: Introducción a los bio dispositivos (BD). Competencias particulares: particulares: Analizar las ventajas y desventajas de la fabricación de los bio-dispositivos (biosensores) con la finalidad de recomendar un diseño adecuado considerando su optima funcionalidad para una aplicación específica. Elementos de Competencia Investigar la evolución tecnológica y estado del arte de los biodispositivos. (Biosensores). Diferenciar los principales componentes para el funcionamiento de los biodispositivos. (Biosensores). Evidencias de aprendizaje Reporte escrito acerca del contexto tecnológico del uso de los biodispositivos. Reporte escrito que contenga la descripción y el funcionamiento de los principales componentes de los BD Criterios de desempeño Ejemplos de construcción de BD. Plantea situaciones tecnológicas de aplicación para BD Resumen que establezca la necesidad de la fabricación de bio-dispositivos en el campo de las Medicina. Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos El estudiante investigará y elaborará un ensayo de la historia de los biosensores para conocer cómo se han aplicado y su importancia en la Ingeniería biomédica. El estudiante elaborará una presentación oral (en power point) y un cuestionario a partir de un caso de estudio de biomateriales para biodispositivos. Definición de biodispositivo: Biosensores, Bio receptores, Transductores para biosensores Características particulares de los bio dispositivos. Aplicaciones de los bio-dispositivos Nomenclatura y estándares de los bio-dispositivos. Pizarrón, plumones para pizarrón, borrador, hojas, tinta para impresora. Proyector y pantalla. Base de datos de revistas de divulgación científica y libros electrónicos en

5 Unidad temática 2: Funcionalidad y aplicación de los componentes de un bio-dispositivo (BD). Competencias particulares: Identificar los componentes de los BD y la función de estos, con el objetivo de proponer diseños y fabricación adecuada de tecnologías de BD para necesidades específicas. Elementos de Competencia Identificación de componentes de BD y su aplicación específica. Identificar las diferentes funciones de cada componente. Evidencias de aprendizaje Reporte escrito del estado del arte de los bio-receptores. Reporte escrito del estado del arte de los transductores usados en los biosensores. Criterios de desempeño El diseño preliminar debe ser justificado, cada componen te del BD debe ser congruent e con el uso de la aplicación final. Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos El estudiante hará un ensayo de una cuartilla de una revisión de literatura de los bio-receptores usados en biosensores. El estudiante hará un ensayo de una cuartilla de una revisión de literatura de los transductores usados en los biosensores. Transductores electroquímicos Transductores Ópticos Transductores Piezoelectricos Transductores de Temperatura Tipos de bioreceptores Transformación de señales de los BD. Interpretación de señales de los BD. Adecuación funcional de BD en el campo de la Medicina. Pizarrón, plumones para pizarrón, borrador, hojas, tinta para impresora. Proyector y pantalla. Base de datos de revistas de divulgación científica y libros electrónicos en

6 Unidad temática 3: Generación de un prototipo de bio-dispositivo Competencias particulares: Identificar una necesidad real para aplicar una tecnología en BD considerando previas tecnologías como referencia. Elementos de Competencia Identificar problemas reales donde sea posible aplicarla tecnología de biosensores. Proponer el diseño de un biosensor para una aplicación relevante considerando sus componentes. Evidencias de aprendizaje Reporte escrito a cerca de la aplicación de innovación y justificación del caso de estudio. Reporte escrito de los diagramas de la función del BD. Explicar el uso de tecnología apropiada (Tiempo de vida del material utilizado). Criterios de desempeño Que el prototipo funcione en la demostración. Justificación de la Tecnología apropiada usada. Diagramas de componentes de BD legibles. Actividades de aprendizaje Contenidos Recursos El estudiante consultará y hará un reporte con Información de internet los diferentes diseños de BD para las diferentes aplicaciones actuales. El estudiante hará una prepresentación del prototipo de BD para recibir retroalimentación y mejorar el funcionamiento del BD. El estudiante hará una presentación final del BD donde se aplicará y mencionará todos los puntos considerados y aprendidos en el curso. Conceptualización de los componentes de un BD. Aplicaciones reales de BD. Demanda actual de BD en el campo de la Medicina. Biosensores para Glucosa Biosensores de Insulina Biosensores de DNA Pizarrón, plumones para pizarrón, borrador, hojas, tinta para impresora. Proyector y pantalla. Base de datos de revistas de divulgación científica y libros electrónicos en

7 Evaluación integral de procesos y productos Evidencia Ponderación 1. Ensayo 1 sobre la Historia de los Biosensores. (5) 2. Ensayo 2 sobre funcionamiento de los principales componentes de los BD. (5) 3. Reporte y exposición sobre estado del arte de los bio-receptores. (5) 4. Reporte y exposición sobre estado del arte de los transductores usados en los biosensores. (5) 5. Reporte y exposición sobre caso de estudio de aplicación asignado-casos de funcionamiento de bio-dispositivos. (10) 6. Análisis del funcionamiento de un biodispositivo: diagramas de la función del BD. (10) 7. Análisis del funcionamiento de un biodispositivo (Interpretación de señales). (10) 8. Evaluación de medio curso. (20) 9. Evaluación ordinaria. (20) Producto integrador del aprendizaje de la unidad de aprendizaje (10) Al finalizar la unidad de aprendizaje el estudiante elaborará un proyecto donde, haya un prototipo de un bio-dispositivo donde involucre todas las etapas vistas en el curso, y presentará la documentación como portafolio todo hecho correctamente y colocando una parte de anexos en donde se encuentre todas las revisiones previas, y se realice una presentación del proyecto físico.

8 Fuentes de apoyo y consulta: Libro: Introduction to Biosensors: From Electric Circuits to Immunosensors, 2013th Edition Autor: Jeong-Yeol Yoon Editorial: Springer Para Referencia: Tema: Aplicaciones en Bio-mecatrónica (Para ejemplos y referencia) Liga: Fecha última revisión: Pendiente Revisar Para Referencia: Revista: Biosensors and Bioelectronics Año: 2017, Elseiver # de revista: Volumen 87, issue 15 Mes: January Nombre del artículo: Bioelectronic nose: Current status and perspectives (Review) Autor: Tomasz Wasilewskia, Jacek Gębicki, Wojciech Kamysza Perfil del docente: Doctor en Ingeniería Mecánica y/o ramas afines con habilidades en diseño y funcionamiento de bio-dispositivos, deseable contar con conocimientos en la dirección de proyectos de investigación y/o servicios técnicos del área biomédica. Ficha bibliográfica del profesor: Lara-Rodríguez es Ingeniero en Manufactura de la UANL. Obtuvo el grado de Maestro en Ciencias en Ingeniería de Sistemas en la misma Universidad, durante estos estudios realizo una estancia de Investigación en la Universidad de Puerto Rico Mayagüez (UPRM) en el Departamento de Ingeniería Industrial. Obtuvo una segunda Maestría en Ciencias en Ingeniería Mecánica en la UPRM en el Departamento de Ingeniería Mecánica con especialidad en Manufactura y Materiales. Laboró en la Industria de Dispositivos Biomédicos en Puerto Rico. Actualmente es Instructor de Medio Tiempo en la Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica de la UANL, y es Asistente Investigador en Dispositivos Médicos.