Física Biomédica (plan 2015) 2023-2

Sexto Semestre, Física del Cuerpo Humano

PRESENTACIÓN CURSO “FÍSICA DEL CUERPO HUMANO”

Grupo 3016

El cuerpo humano es un sistema cuyo estudio es multidisciplinario e integral. En el curso de Física del Cuerpo Humano (FCH), se revisan las leyes de la física para explicar varias funciones corporales como la mecánica de fluidos del flujo de sangre y aire, la mecánica de los músculos y los movimientos corporales, para integrarlas en un contexto fisiológico, patológico y clínico.

DINÁMICA DEL CURSO

Durante el semestre 2023-2 el curso de FCH de se impartirá en un formato híbrido, siendo mayormente de manera presencial y en menor proporción de forma virtual. Se utilizará regularmente Google Classroom como plataforma virtual de comunicación y enseñanza, ya que en este recurso se estarán enviando presentaciones, notas, vídeos y se compartirán los libros que apoyarán el curso.

El curso se divide en tres segmentos, el primero a cargo del M. en C. David Hernández Obin, y el segundo y tercer segmento del curso serán impartidos por el Dr. Jorge H. Limón Pacheco y el Dr. Marco Zaragoza Campillo.

Es muy importante que los alumnos utilicen su correo de la Facultad de Ciencias, pues será en ese correo donde recibirán una invitación para ingresar al Classroom.

RECURSOS DIDÁCTICOS

• Notas y ejercicios para casa

• Discusión de artículos

• Cuestionarios y crucigramas

• Vídeos educativos

• Comunicación directa a través de Telegram

• Presentaciones de las clases

• Carpeta de Google Drive con libros en pdf

EVALUACIÓN

Evaluación 1 (Tema 1, 30 %)

• 20% ejercicios en clase en equipos

• 10% presentación final y discusión de artículos

Evaluación 2 (Tema 2-5, 40 %)

• 20% exámenes (2)

• 20% tareas y actividades (artículos, cuestionarios, etc.)

Evaluación 3 (Tema 6, 30%)

• Proyecto Integrativo (20%)

• Lectura de artículos y participación en línea (10%)

Los alumnos que deseen mejorar su promedio final tienen derecho a un examen de reposición dentro de las fechas establecidas para ello, así como al examen final para aquellos que no consigan una calificación aprobatoria al final del curso.

Cualquier duda con respecto al curso comunicarse al correo:

jhlimon@ciencias.unam.mx

zaragoza@ciencias.unam.mx

quantumdave@ciencias.unam.mx

katya.fuentes23@ciencias.unam.mx

TEMARIO

1. MECÁNICA DE BIOFLUIDOS

1.1. Introducción a la mecánica de fluidos.

1.1.1. Definición de fluido.

1.1.2. Hipótesis del medio continuo.

1.1.3. Tasa de corte, esfuerzo cortante y viscosidad.

1.2. Ecuaciones de movimiento.

1.2.1. Número de Reynolds

1.2.2. Formulación Euleriana y Lagrangiana.

1.2.3. Derivada material.

1.2.4. Tensor de esfuerzos.

1.2.5. Ecuaciones de conservación.

1.2.6. Ecuación de continuidad.

1.2.7. Ecuaciones constitutivas.

1.2.8. Ecuación de Navier-Stokes.

1.3. Flujo en un tubo.

1.3.1. Flujo de Poiseuille.

1.3.2. Resistencia vascular.

1.3.3. Bifurcaciones.

1.3.4. Derivaciones y variaciones del problema.

1.4. Flujo oscilante con paredes rígidas.

1.5. Flujo oscilante con paredes elásticas.

Evaluación 1 (30 %)

• 20% ejercicios en clase en equipos

• 10% presentación final y discusión de artículos

2. BIOFÍSICA DE LA CIRCULACIÓN

2.1. Ciclo cardíaco.

2.2. Gasto cardíaco. Casos clínicos.

2.3. Hemodinámica.

2.4. Respuestas circulatorias al ejercicio.

3. BIOFÍSICA DE LOS PULMONES Y LA RESPIRACIÓN

3.1. Interacción sangre-pulmón.

3.2. Volúmenes y capacidades funcionales.

3.3. Física de los alvéolos.

3.4. Difusión de gases. Intercambio de O2-CO2.

3.5. Mecanismo de respiración.

3.6 Respuestas ventilatorias y de intercambio gaseoso con el ejercicio.

3.7 Respuestas respiratorias. Casos clínicos.

4. EQUILIBRIO ÁCIDO-BASE DURANTE PROCESOS FISIOLÓGICOS Y PATOLÓGICOS

4.1 Producción de iones hidrógeno durante el ejercicio.

4.2 Equilibrio ácido base en condiciones normales y patológicas

4.3 Regulación del equilibrio ácido-base durante el ejercicio.

4.4 Metabolismo durante el ejercicio.

4.5 Amortiguadores y ácido láctico durante el ejercicio.

5. BIOFÍSICA Y FISIOLOGÍA DEL ENTRENAMIENTO DEPORTIVO

5.1 Principios del entrenamiento deportivo.

5.2 Parámetros biofísicos y fisiológicos del entrenamiento deportivo.

5.3 Efecto en el rendimiento y la homeostasis del entrenamiento de resistencia.

5.4 Bases moleculares de la adaptación al entrenamiento.

5.5 Mecanismos responsables del aumento de fuerza muscular.

5.6 Métodos para el control bioquímico y fisiológico del entrenamiento deportivo.

Evaluación 2 (40 %)

• 20% exámenes (2)

• 20% tareas y actividades (artículos, cuestionarios, etc.)

6. BIOMECÁNICA Y BIOCOMPATIBILIDAD

6.1. Introducción a la biomecánica.

6.2. Estática: equilibrio y estabilidad. Bipedestación y marcha. Casos clínicos

6.3. Dinámica. Fuerza y potencia muscular.

6.4. Biomateriales y biocompatibilidad, selección de materiales, tipos de materiales y sus propiedades.

6.5. Respuestas biológicas de los tejidos a los biomateriales. Casos clínicos.

6.6. Aplicación de la Biomecánica y los Biomateriales en la rehabilitación con prostéticos. Casos clínicos.

Evaluación 3 (30%)

• 20% Proyecto Integrativo

• 10% Lectura de artículos y participación en línea

Bibliografía básica:

Ostadfar, Biofluid Mechanics, Principles and Applications, Elsevier, 2016.

Waite, Applied Biofluid Mechanics, McGrawhill, 2007.

Chandran, Biofluid Mechanics, The Human Circulation, Taylor & Francis, 2007.

Zamir, M., The Physics of Pulsatile Flow, Springer, 2000.

Zamir, M., Hemo-dynamics, Springer, 2016.

F. Cussó, C. López y R. Villar. Física de los procesos biológicos, Ed. Ariel, 2004.

R. Villar, C. López y F. Cussó. Fundamentos Físicos de los Procesos Biológicos, Vol. I – Vol II- Vol III, Ed. Club Universitario, 2013.

D. Jou, J.R. Llebot y C. Pérez García, Física para las Ciencias de la Vida, Ed. McGraw-Hill, 1994.

Glaser R. Biophysics. 2nd ed. Berlin: Springer-Verlag; 2012.

P. Nelson, Física Biológica. Energía, Información, Vida, Ed. Reverté, 2004.