Física Biomédica (plan 2015) 2024-2

Sexto Semestre, Física del Cuerpo Humano

PRESENTACIÓN CURSO “FÍSICA DEL CUERPO HUMANO”

Profesores:

David Hernández Obín

Enikar Manuel Morales Patlán

JUSTIFICACIÓN DEL CURSO

Actualmente la investigación biomédica requiere un campo multidisciplinario capaz de integrar áreas como la física, las matemáticas y la biología, con el fin de encontrar estrategias que permitan mejorar el diagnóstico y tratamiento de enfermedades (como cardiovasculares, que es la principal causa de muerte en México, entre otras). Además, el uso de herramientas matemáticas lineales y no lineales permite el desarrollo de investigaciones de importancia para la biomedicina (como en el caso del cáncer).

OBJETIVO DEL CURSO

Las y los alumnos serán capaces de integrar los conocimientos adquiridos a lo largo de la licenciatura para estudiar los sistemas fisiológicos del cuerpo humano. Este curso tiene por objetivo aplicar modelos matemáticos para explicar fenómenos físicos y bioquímicos del cuerpo humano.

DINÁMICA DEL CURSO

Durante el semestre 2024-2, el curso se impartirá de manera presencial, aunque se utilizará regularmente Google Classroom como plataforma virtual ya que en este espacio se estarán enviando presentaciones, notas, videos y se compartirán los libros que apoyarán el curso. 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.

La primera mitad del curso estará bajo la tutoría del profesor David Hernández Obín, siguiendo su marco de evaluación:

EVALUACIÓN

70% ejercicios en clase y tareas. Cada semana se realizará una serie de ejercicios en equipo durante el horario de clase donde se pondrá a prueba lo aprendido durante la semana. Las tareas que se lleguen a asignar en lugar de los ejercicios en clase de esa semana se entregarán de manera individual.

30% Discusión y presentación de artículos. Al final de cada bloque del curso (biofluidos y biomecánica) se deberá discutir un artículo asignado por el profesor y presentar a la clase el trabajo realizado. La discusión debe resaltar lo visto en clase.

Ya que no habrá exámenes no habrá reposiciones para las evaluaciones realizadas en la primera mitad del curso.

La segunda mitad del curso estará bajo la responsabilidad del profesor Enikar Manuel Morales Patlán, siguiendo su marco de evaluación:

EVALUACIÓN

50% exámenes (2 exámenes). Los exámenes se resolverán a mano con letra clara y legible. Las y los estudiantes que quieran mejorar la calificación de algún examen tienen derecho a una y sólo una reposición.

50% tareas y actividades (4-5 tareas dependiendo del ritmo del curso). Las tareas pueden ser escritas a mano o a computadora y se enviarán en formato pdf a través de la plataforma Google Classroom. Para algunas tareas será necesario programar en python y matlab. También se considera la discusión de artículos científicos.

Al final se promedian las calificaciones obtenidas en cada mitad del curso y dará como resultado la calificación final.

Cualquier duda con respecto al curso comunicarse al correo:

quantumdave@ciencias.unam.mx

enikar@ciencias.unam.mx

TEMARIO

PRIMERA MITAD (El número de semanas puede variar según el ritmo del salón y sus intereses. Durante el curso se dan aplicaciones biomédicas de los temas enlistados.)

1. MECÁNICA DE BIOFLUIDOS (5-6 semanas)

1.1. Introducción a la mecánica de fluidos.

1.2. Ecuaciones de movimiento.

1.3. Flujo estacionario en un tubo rígido.

1.4. Flujo oscilatorio en un tubo rígido.

1.5 Flujo oscilatorio con paredes elásticas (OPCIONAL).

2. BIOMECÁNICA (3-4 semanas)

2.1. Anatomía humana y terminología básica.

2.2. Ecuaciones fundamentales y consideraciones.

2.3. Propiedades inerciales del cuerpo humano.

2.4. Cinética de modelos del cuerpo humano.

2.5. Cinemática de modelos del cuerpo humano (OPCIONAL).

2.6. Dinámica de modelos del cuerpo humano (MUY OPCIONAL).

SEGUNDA MITAD

3. BIOFÍSICA DE LOS PULMONES Y LA RESPIRACIÓN (2 semanas)

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 (2 semanas)

4.1. Producción de iones hidrógeno durante el ejercicio

4.2. Regulación del equilibrio ácido-base durante el ejercicio

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. ELECTROFISIOLOGÍA Y TRANSDUCCIÓN SENSORIAL (3 semanas)

5.1. Principios de neurociencias

5.2. Potencial de equilibrio, potencial de membrana y potencial de acción

5.3. Canales iónicos y su rol fisiológico

5.4. La técnica de patch clamp (voltage/current clamp)

5.5. Modelos de dolor agudo y crónico

5.6. Física de la mecanotransducción

5.7. Física de la audición

5.8. Física de la visión

5.9. Física del gusto y el olfato

6. BIOCOMPATIBILIDAD (2 semanas)

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

6.2. Respuesta del tejido al biomaterial, respuesta local, efectos inmunológicos, carcinogénicos. Compatibilidad biomecánica.

6.3. Determinación de la biocompatibilidad, modelos in vitro, modelos in vivo y pruebas clínicas.

6.4. Prótesis y cyborgs.