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Estudia Cinvestav uso de ultrasonido en novedoso implante cerebral

  • 8 enero 2018
  • Autor: Cinvestav
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Estudia Cinvestav uso de ultrasonido en novedoso implante cerebral
Investigadores del Cinvestav participaron en un proyecto científico con la Universidad de California Riverside para probar tratamientos cerebrales que se pueden aplicar gracias al uso de una novedosa cerámica empleada como implante craneal. La cerámica fue desarrollada en la institución estadounidense con circonia estabilizada con itria, que es similar a los implantes dentales, pero con la característica de ser translúcida para que al implantarse en el cráneo permitan pasar rayos láser hacia el cerebro. La intención del proyecto Ventana al Cerebro, como lo llamaron los investigadores estadounidenses, es probar el láser como una terapia contra enfermedades que afecten al encéfalo, pero los científicos del Cinvestav también probaron la transmisión de ultrasonido a través del implante. La aportación del Cinvestav fue que esas mismas cerámicas se pudieran emplear como una ventana acústica, con la intención de transmitir ultrasonido al cerebro a través del cráneo, para lo cual el grupo de investigación de este Centro, encabezado por Arturo Vera Hernández y Lorenzo Leija Salas, adscritos al Departamento de Ingeniería Eléctrica, realizó los estudios con resultados alentadores. Mario Gutiérrez Velasco, egresado del Cinvestav y de la Universidad de California Riverside, fue quien decidió estudiar el ultrasonido en el implante craneal, debido a que algunas investigaciones alrededor del mundo surgieren el uso de esa tecnología como un tratamiento contra enfermedades como Alzheimer y Párkinson. Sin embargo, para aplicar ultrasonido al cerebro se tendría que hacer una craneotomía que consiste en retirar una porción del hueso del cráneo, de modo que si se requiere de un tratamiento consecutivo, sería necesario repetir el procedimiento, lo que se traduce en riesgos y molestias al paciente. En cambio, con el implante cerámico se evitaría repetir esas intervenciones, ya que la cerámica reemplazaría una sección del cráneo y quedaría permanentemente implantada. En las pruebas realizadas por los expertos del Cinvestav se determinó que el implante permite el pase de 80 por ciento de las ondas del ultrasonido, con lo que se pudo comprobar que el implante cerámico puede utilizarse en tratamientos con esta tecnología. “Medimos el campo acústico en agua producido por el transductor continuo de mediana potencia. Lo que hicimos fue medir la energía ultrasónica que pasaba a través de la cerámica y compararla con la energía total que emitía el transductor sin cerámica, y vimos que la transmisión fue del 80 por ciento, lo que significa que el implante permite pasar más energía ultrasónica que el cráneo humano, que se estima sólo permite pasar del dos al cuatro por ciento del ultrasonido”, expuso Gutiérrez Velasco. Además, el egresado del Cinvestav comentó que los tejidos humanos tienen propiedades acústicas similares al agua, por lo que los resultados obtenidos permiten conocer las condiciones a las que se expondría el cerebro al aplicar el ultrasonido. Con los resultados obtenidos por las instituciones mexicana y estadounidense se abre la posibilidad de estudiar de manera más adecuada tratamientos combinados aplicados directamente a la masa encefálica o usar marcadores luminosos que se inyecten al paciente para ser observados a través de la cerámica. Hasta ahora los estudios sólo se han realizado a nivel laboratorio, por lo que el siguiente paso es probar la biocompatibilidad de la cerámica a largo plazo en animales; un trabajo al que se enfocará el líder del proyecto Guillermo Aguilar, investigador de la Universidad de California Riverside,  que es donde se lleva a cabo el proyecto y que es la propietaria de la patente en trámite por el desarrollo.

Depresión, otra enfermedad que atender en la temporada invernal

  • 8 enero 2018
  • Autor: Cinvestav
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Depresión, otra enfermedad que atender en la temporada invernal
La prevención sobre resfriados, accidentes de tránsito e incluso intoxicación son las principales objetivos de las campañas de protección civil y salud en la época invernal. Sin embargo, existe otra enfermedad de alta incidencia en esta temporada que no se le brinda la importancia necesaria aunque la padezcan cientos de personas: el Trastorno Afectivo Estacional o SAD (por sus siglas en inglés de Seasonal Affective Disorder ). La poca luz del sol que hay en el invierno puede ser un factor importante para desencadenar este tipo de  depresión que se origina específicamente durante la estación invernal. De acuerdo con Alonso Fernández Guasti, investigador del Departamento de Farmacobiología del Cinvestav, aseguró que la causa principal de este padecimiento es la disminución de luz solar en el invierno y afirmó que le puede ocurrir a cualquier persona, pero los pacientes con antecedentes de depresión y trastorno bipolar son más propensos a desarrollarlo. Los síntomas de las personas con trastorno o depresión estacional son: tristeza, irritabilidad, letargo, cansancio, ansia de comer carbohidratos y azúcares, dificultad para concentrarse, dormir más de lo normal, falta de energía, disminución de actividad, alejamiento de la vida social y llanto frecuente. Este padecimiento es más común en países donde los cambios estacionales son bruscos, como los septentrionales, pero aun cuando en México no se tiene cambios climáticos tan manifiestos, sí hay personas que presentan alteraciones en su estado de ánimo o baja de energía durante los meses invernales. Frente a esto Fernández Guasti aseguró que exponerse a la luz del sol siempre que sea posible, hacer ejercicio o actividades al aire libre, son formas de evitar o disminuir este trastorno. En humanos, el ritmo circadiano permite la organización y óptimo funcionamiento del metabolismo de acuerdo al momento de la jornada. Por ejemplo, la producción de energía durante el día  y los mecanismos de reparación durante la noche o fase de descanso. El investigador mencionó que en este equilibrio, la señal más importante para sincronización es la luz, la cual es percibida por las células de la retina que proyectan a neuronas del núcleo supraquiasmático, coordinador del sistema circadiano que participa en actividades muy específica como al secreción de hormonas, la fase del sueño, la termorregulación, la ingesta de alimento, entre otras. Ese sistema continuamente se adapta y sincroniza con el medio ambiente; así pues la disminución de las horas de luz durante los días invernales es la principal explicación de la depresión estacional. La fototerapia o terapia de la luz, es la base del tratamiento para este padecimiento, el cual debe empezar durante el otoño, antes del inicio de los síntomas y consiste en sentarse, con los ojos abiertos frente a una luz brillante, preferentemente temprano, para imitar las acciones del amanecer. Otro método de tratamiento es la sicoterapia, que refiere a la identificación de los pensamientos negativos y su remplazo por ideas positivas, aunada a la técnica de activación conductual ayudando al paciente a identificar las actividades. Aunque también, dado que una de las causas de la depresión estacional es el desequilibrio en el sistema serotoninérgico, los antidepresivos como la fluoxetina o la sertralina, son efectivos para tratar este padecimiento. El mejor tratamiento para la depresión estacional incluye la combinación de varias terapias que se establecen de acuerdo con las características del paciente y el padecimiento.

Desarrollan materiales avanzados para conservar sitos arqueológicos

  • 8 enero 2018
  • Autor: Cinvestav
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Desarrollan materiales avanzados para conservar sitos arqueológicos
Los monumentos arqueológicos que se encuentran a lo largo y ancho del territorio nacional, forman parte del legado cultural e histórico de los mexicanos que se debe preservar, pero al encontrarse, generalmente, a la intemperie, deben cuidarse de los procesos naturales de deterioro. Con el propósito de conservar y restaurar este legado histórico, un grupo multidisciplinario de expertos, entre los que participan investigadores del Cinvestav Unidad Mérida, Universidad Juárez Autónoma de Tabasco y personal del Instituto Nacional Antropología e Historia (INAH), encabezados por Patricia Quintana Owen, desarrollan, evalúan y aplican materiales avanzados para evitar daños en los monumentos.  El trabajo de los investigadores del Cinvestav es desarrollar nanomateriales, hacerles pruebas microbiológicas y analizar su estabilidad; también se concentran en caracterizar los sustratos pétreos donde serán aplicados y analizados con pruebas microbiológicas, efectuada por Susana de la Rosa García, para ver el efecto en las rocas. Los materiales utilizados para la construcción de monumentos arqueológicos, coloniales o modernos, cuando son expuestos al medio natural están sometidos a procesos de meteorización, que reducen sus propiedades mecánicas e incrementan la porosidad, absorción de agua y el tamaño de poro. “Por consiguiente, los hace susceptibles a una rápida colonización por diversos organismos como bacterias, algas, hongos y líquenes, especialmente en climas tropicales donde elementos como las altas temperaturas, elevados niveles de humedad, radiación solar”, explicó la investigadora. También, la meteorización y/o biodeterioro produce fracturas a tal grado que puede ocasionar el desprendimiento de material de las estructuras, que se traduce, la pérdida de actuación, escasa durabilidad, formación de subproductos agresivos, sales solubles y sub-eflorescencias, entre otros daños. Por lo tanto, los tratamientos de restauración que se desarrollan deben generar sistemas de protección antimicrobianos  para prevenir el crecimiento de los microorganismos, con el objetivo de preservar el patrimonio pétreo; además, se requiere desarrollar y/o diseñar nanopartículas, mediante un trabajo multidisciplinario que combine la ciencia de materiales, la petrofísica y la microbiología, junto con los restauradores del patrimonio cultural. Al momento los investigadores del Cinvestav están desarrollando materiales a base de óxidos mixtos de magnesio, zinc, calcio y titanio, con propiedades antimicrobiánicas y que actúan en condiciones de luz natural, artificial o en la oscuridad. En particular se ha estudiado el zincato de calcio hidratado y mezclas con portlandita, y con un grupo español se han estudiado mezclas de zincita con magnesio. “Los materiales pueden ser usados en monumentos históricos construidos con roca calcárea ─arqueológicos, coloniales o modernos─, pero no son apropiados para estructuras metálicas; pueden ser aplicados en solución con spray, brocha o consolidar fracturas en estado sólido como una pasta, pero es importante determinar la concentración mínima necesaria de la solución para garantizar la actividad microbiana, sostuvo Quintana Owen. Sin embargo, aclaró que esta tecnología sólo puede ser aplicada a los monumentos históricos hasta contar con un análisis completo de los efectos que podría tener sobre los materiales constructivos, para no modificar su apariencia estética y sobre todo hasta tener la aprobación de los restauradores del INAH. Para el rescate o restauración de monumentos históricos es importante primero conocer y caracterizar los materiales; después, analizar qué es lo que está causando su desgaste (contaminación atmosférica o biológica), la formación de otros componentes orgánicos e inorgánicos, como sales, ácidos, nitratos o sulfatos. También es importante conocer cómo es la interacción entre la causa-efecto, esto es la acción entre los microorganismos y el

Cinvestav Guadalajara apuntala la industria electrónica de occidente

  • 8 enero 2018
  • Autor: Cinvestav
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Cinvestav Guadalajara apuntala la industria electrónica de occidente
El desarrollo de la industria electrónica en la ciudad de Guadalajara no se explicaría sin la presencia del Centro de Investigación y de Estudios Avanzados, expuso José Luis Naredo Villagrán, director de esa Unidad. El Cinvestav Unidad Guadalajara fue inaugurado en 1988, y actualmente desarrolla actividades de investigación teórica y aplicada de alto nivel en las áreas de computación, control automático, diseño electrónico, sistemas de potencia y telecomunicaciones. José Luis Naredo explicó que la instauración de este Centro fue causal de que  la industria de la zona pasaran de ensamblar y maquilar a desarrollar trabajo de frontera.  “Los primeros siete años el Centro funcionó sólo como casa de diseño electrónico, ofreciendo también servicios en tecnología de semiconductores para que las empresas desarrollaran nuevos productos y que otras compañías consideraran establecerse en el Valle de Guadalajara”, indicó el investigador. Ejemplo de ello es Intel de México, que se constituyó después de que uno de los ingenieros de la Unidad decidiera formar un grupo de diseño electrónico para posteriormente hacerse cargo de la corporación en el país. Otra empresa que se consumó con este esfuerzo fue Continental en Guadalajara, dedicada a la electrónica automotriz. Naredo Villagrán aseguró que los cuadros básicos del personal en los laboratorios de investigación y desarrollo de la empresa fueron formados en Cinvestav. “Establecimos un laboratorio de  compatibilidad electromagnética que le permitió al grupo de mexicano de convencer a Continental de Alemania y Estados Unidos de que en México se podría hacer certificación de radiaciones electromagnéticas para la electrónica automotriz”, recordó. Con 29 años de trabajo el Cinvestav Unidad Guadalajara ha impactado la región en gran medida. Se han graduado cerca de 660 maestros en ciencias y en el orden de 200 doctores en ciencias que, aseguró, son “la parte medular de muchas empresas”. La atención que esta Unidad brinda a varios sectores es amplia. Actualmente uno de los proyectos más fuertes que se tiene es en el tema de internet de las cosas, el cual cuenta con fondos de Conacyt y del estado de Jalisco para establecer un centro de atención de negocios para empresarios que quieran invertir en esta tecnología. Otro de los proyectos destacados que se tiene es el Centro de Desarrollo de Biocombustibles, concretamente etanol de segunda generación, esfuerzo conjunto con  Conacyt y la Secretaria de Energía. Con un creciente impacto nacional e internacional que contribuye en forma visible y relevante a la solución de problemas del país, José Luis Naredo, aseguró que se pretende seguir siendo la institución líder en la región. “Cada vez hay más competencia y que bueno porque de cierto modo nosotros la generamos”.

Cinvestav otorga su máxima distinción a tres nuevos investigadores

  • 7 diciembre 2017
  • Autor: Cinvestav
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Cinvestav otorga su máxima distinción a tres nuevos investigadores
Un tratamiento para reducir el crecimiento de células tumorales en el cerebro, la optimización de procesos para el desarrollo de nuevos materiales compuestos y un estudio clásico detallado de las formulaciones del tipo BF de la relatividad general tanto real como compleja, fueron los temas de investigación galardonados con el Premio Arturo Rosenblueth 2017. Esta es la más importante distinción académica que otorga anualmente el Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) a las mejores tesis de doctorado desarrolladas por sus egresados. La tesis reconocida en el área de Ciencias Exactas y Naturales correspondió a Mariano Alexander Celada Martínez, egresado del Departamento de Física, por su tema relacionado con la gravedad BF halmitoniana; en el área de Tecnologías y Ciencias de la Ingeniería el ganador fue Amin Bahrami, del programa de doctorado en Ciencias en Ingeniería Metalúrgica y Cerámica del  Cinvestav Unidad Saltillo, por su investigación sobre la optimización del procesamiento y propiedades de compósitos bicapa. En el área de Ciencias Biológicas y de la Salud, el triunfador fue el alumno Alberto Eduardo Ayala Sarmiento, egresado del Departamento de Fisiología, Biofísica y Neurociencias, quien estudió el efecto de una proteína recombinante soluble como tratamiento contra los tumores cerebrales. En su tesis, Alberto Eduardo Ayala Sarmiento, se unieron dos aspectos cruciales para el tratamiento de glioblastomas, tumores primarios más comunes y letales del sistema nervioso central (SNC). Por una parte, se empleó un sistema de nanopartículas para lograr la especificidad de direccionamiento a las células tumorales, evitando muchos de los problemas asociados con vectores virales, y por el otro la expresión de una proteína recombinante soluble (Gas1) que reduce el crecimiento de las células tumorales. Este desarrollo bionanotecnológico tiene un potencial importante como terapia génica para el tratamiento de glioblastomas, que no afecta a las células sanas de la glía, las cuales son las más abundantes del SNC. Asimismo se logró identificar en fluidos corporales la presencia de la proteína Gas1 soluble endógena, la cual se produce de forma natural, sugiriendo que se necesitan concentraciones basales de dicha proteína a fin de mantener contenidas a las células y evitar una posible proliferación desregulada en el organismo. Amin Bahrami llevó a cabo un estudio sobre la mojabilidad y la infiltración sin presión de preformas cerámicas porosas –conteniendo ceniza de la cascarilla de arroz (CCA)– con arquitecturas diferentes, y con aleaciones de aluminio, magnesio y silicio, a fin de establecer una correlación de los parámetros de procesamiento óptimos, con la microestructura y propiedades de compósitos bicapa. Los resultados revelaron una mejora en las propiedades (elasticidad, resistencia a la flexión, coeficiente de expansión térmica) que resultan de la combinación de aleaciones de aluminio y materiales cerámicos (Al-MMCs) en comparación con el aluminio puro. El entendimiento de los fenómenos de mojabilidad e infiltración de preformas cerámicas con CCA y del comportamiento de los Al-MMCs, debe conducir al desarrollo de nuevos materiales compuestos. Por su parte, Mariano Alexander Celada Martínez abordó el estudio hamiltoniano de la gravedad BF y mostró cómo se obtiene a partir de ella la formulación usada en el enfoque de lazos, estableciendo así un puente hamiltoniano entre las dos descripciones de la relatividad general. Propuso además nuevos puntos de vista que podrían ser útiles incluso en la gravedad de lazos, ya que obtuvo una formulación hamiltoniana manteniendo la simetría de Lorentz, la cual, a pesar de ser la piedra angular de las teorías con que se describen las interacciones fundamentales de los constituyentes del universo, no está completamente presente en el enfoque de lazos usual. En su investigación propuso nuevos caminos que podrían ser útiles para la c
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Última actualización: 13 de Diciembre 2017

 

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