Una de las principales formas de contribuir a la investigación es la búsqueda de información científica a través de las bases de datos, permitiéndole al investigador evaluar el impacto y pertenencia de las publicaciones encontradas. A continuación, encontrará diversos recursos de información tales como artículos, libros, casos de estudio, conferencias, que le permitirán profundizar en los diversos grupos de investigación del Departamento de Ingeniería Biomédica.
El grupo de investigación en Biología Matemática y Computacional (BIOMAC) aplica herramientas matemáticas y computacionales para modelar sistemas biológicos y afines, por medio de simulaciones de modelos que permiten entender y reproducir comportamientos observados e hipotéticos.
Realiza investigación con base en sistemas dinámicos y capturamos los cambios de variables a través de sistemas de ecuaciones diferenciales, sistemas determinísticos o probabilísticos y sistemas estocásticos. La parametrización de los modelos para nuestros proyectos, se lleva a cabo por medio de trabajo de campo, en el laboratorio o basados en la literatura.
El grupo trabaja en tres frentes principales: i) eco-epidemiología ii) fisiología matemática y iii) modelado de eventos de atención en salud.
La biomecánica es una disciplina que estudia el movimiento de los seres vivos, tomando como base los conocimientos de la mecánica, anatomía, física, fisiología y medicina. Uno de los focos más grandes de estudio es el movimiento humano, orientado a resolver interrogantes en los procesos de rehabilitación, terapia física, análisis del deporte, ergonomía y riesgos laborales, entre otros.
Esta línea de investigación busca ser un espacio en el que todos los interesados en el estudio estudio y análisis del movimiento humano puedan discutir sus ideas, enfocadas principalmente en la evaluación y seguimiento de procesos de rehabilitación motora, la descripción de gestos deportivos y la potencialización deportiva. Adicionalmente, tenemos un interés particular en el estudio computacional de segmentos corporales, usando el modelado por elementos finitos para el diseño de modelos que permitan la evaluación de tensiones, deformaciones y esfuerzos generados por trastornos, alteraciones morfológicas, cirugías ortopédicas, entre otras; con el objetivo de ofrecer al especialista en medicina una visión alterna de los procedimientos o lesiones con las que se enfrenta.
Este grupo se enfoca en el desarrollo y aplicación de nuevos biomateriales para aplicaciones en medicina regenerativa y en particular en los campos de liberación controlada de fármacos, sistemas basados en péptidos antimicrobianos contra microorganismos resistentes y regeneración de tejidos. Dentro de los focos de interés en liberación controlada, se encuentra la producción de vehículos nanoestructurados con capacidad de penetración celular que responden a la aplicación de campos magnéticos externos para su transporte y guía a los órganos y tejidos de interés.
Este grupo de investigación se ocupa de la dinámica cardiovascular, entendida como la caracterización del flujo de sangre a través de los conductos vasculares y sus implicaciones biológicas, para el desarrollo de tecnologías que mejoren el diagnóstico o el tratamiento de enfermedades cardiovasculares en Colombia.
Usan modelos matemáticos y computacionales para comprender el comportamiento mecánico de las paredes vasculares y de la sangre desde el músculo cardiaco hasta la microcirculación. Estudiamos el transporte de oxígeno y de la cascada de coagulación y su dependencia con las condiciones dinámicas.
Se dedican al desarrollo de hemosustitutos capaces de transportar oxígeno en casos extremos de pérdida de sangre. También, al estudio de cardiopatías congénitas (específicamente aquellas ductus-dependientes) y al desarrollo de dispositivos para su diagnóstico y tratamiento. Además, estudiamos el efecto de las condiciones hemodinámicas para el desarrollo de un injerto vascular exitoso y trabajamos para desarrollar dispositivos hemostáticos para pacientes con trastornos coagulopáticos.
Impulsan el desarrollo y la innovación en tecnologías de medicina regenerativa, específicamente en el desarrollo de injertos vasculares y a través del diseño de apósitos para la cura de heridas crónicas y profundas en la piel producto de patologías vasculares.
El uso de la tecnología de bioimpresión para el desarrollo de estructuras 3D que imitan los tejidos es una herramienta clave para responder preguntas de investigación básicas y aplicadas en áreas tales como ingeniería de tejidos y búsqueda de moléculas farmacéuticas. Adicionalmente, otras plataformas in vitro como las líneas celulares derivadas de diferentes tejidos y los cultivos celulares 2D, también son sistemas adecuados para varios propósitos que van desde modelos de enfermedad hasta evaluación de blancos terapéuticos de medicamentos. Además, la identificación y aislamiento de moléculas terapéuticas son cruciales para responder a enfermedades emergentes e incluso emergencias sanitarias. Esta es la razón por la cual en esta línea de investigación y en colaboración con el Profesor Juan Carlos Cruz cubrimos diferentes e innovadoras aplicaciones biomédicas, las cuales se basan en el estudio e implementación de sistemas celulares como:
1.Bioimpresión 3D de modelos de tejidos utilizando biotintas formuladas a partir de materiales sintéticos y naturales, tales como aquellos derivados de matrices extracelulares descelularizadas.
2.Sistemas de cultivos celulares 2D y 3D como plataformas in vitro de búsqueda y selección de moléculas terapéuticas.
3.Selección de compuestos farmacológicos a partir de fuentes naturales y de uso tradicional de la flora y fauna colombiana.
4.El Estudio de señales mecánicas y químicas para controlar la diferenciación y destino de las células madre humanas mesenquimales.
5.Ensayos de biocompatibilidad de polímeros y nanomateriales para diferentes aplicaciones biomédicas en medicina regenerativa de acuerdo con la norma ISO 10993.
Comprender cómo nuestro cerebro produce diferentes comportamientos para responder adecuadamente a miles de estímulos sociales es una pregunta crucial en la neurociencia moderna. En general, los comportamientos están mediados por cambios en la actividad neuronal en el cerebro. Cuando se percibe un estímulo externo, se desencadenan rápidos cambios en la expresión de cientos de genes (la respuesta neuro genómica), que generan actividad neuronal.
Este programa de investigación tiene como objetivo comprender la respuesta neuro genómica subyacente al comportamiento social y los trastornos del comportamiento social. Estudian cómo se activan y desactivan los genes en diferentes partes del cerebro en respuesta a diferentes estímulos sociales y de apareamiento, y cómo las diferencias individuales en capacidades cognitivas pueden afectar el procesamiento de los estímulos sociales en el cerebro. Realizaron investigaciones en el guppy Poecilia reticulata, un pez de agua dulce muy social, y por ende un modelo experimental ideal para el estudio del comportamiento social.
La investigación tiene como objetivo generar un modelo coherente e integrativo de los mecanismos moleculares detrás del comportamiento social y los trastornos del comportamiento social, ayudándonos a descubrir cómo nuestro cerebro es capaz de producir diferentes comportamientos en respuesta a estímulos sociales siempre cambiantes.