Proyectos de investigación

“Modelización de Flujos en Estructuras Complejas: Un Enfoque Hacia la Ingeniería de Tejidos” – PID UTN – ASUTIBA2441 – Ene 2015 a Dic 2017 – Director: Dr. Ricardo Armentano Feijoo– Co-Director: Dr. Leandro J. Cymberknop

Resumen y Objetivos

Las actividades de investigación y desarrollo en el área de la Biomecánica arterial presentan restricciones perfectamente diferenciadas, las cuales requieren ser abordadas de manera continua y eficiente. En primer lugar, debe afrontarse un elevado costo de la experimentación, que redunda en un consumo de un alto porcentaje de los recursos disponibles. Por otra parte, emerge la imposibilidad en casos particulares de efectuar ensayos de carácter realista y de tipo personalizado. Finalmente, las premisas expuestas se conjugan con la dificultad de aislar el efecto de cada uno de los factores involucrados. Lo anteriormente expuesto, junto al desarrollo acelerado de los ordenadores (y su metodología de cálculo asociada, singularmente el Modelado por Elementos Finitos) han hecho de la Biomecánica Arterial una candidata natural a la utilización de modelos computacionales. Los tejidos biológicos son materiales muy especiales y complejos, generalmente constituidos por una fase sólida y otra fluida que los dotan de un evidente carácter heterogéneo y anisótropo. La generación de modelos que contemplen dicha descripción es clave en el área de ingeniería de tejidos Objetivos principales: A) Evaluar los patrones de flujo y estructura (así como su interacción) obtenidos a partir de mediciones efectuadas sobre conductos sintéticos (cuya dimensión estará vinculada a la de un conducto arterial) respecto de aquellos derivados de simulaciones en mecánica de fluidos computacional (MFC). B) Validar los resultados proporcionados por los modelos 2D y 3D a partir de simplificaciones 1D de bajo costo computacional. Dicho enfoque posibilitará el análisis no lineal de estructuras mul6-ramificadas, las cuáles demandarían elevados períodos de procesamiento. C) Proponer un enfoque para una modelización computacional multiestructura, a partir de los resultados observados en la caracterización de sustitutos vasculares bicapa y tricapa.

“Adquisición no invasiva de parámetros fisiológicos: Procesamiento, Modelado y Desarrollo con Orientación a Patologías Cardiovasculares” – PID UTN – ASUTNBA3950 – Ene 2016 a Dic 2018 – Director: Dr. Leandro J. Cymberknop – Co-Director: Dr. S. Graf

Resumen y Objetivos

La implementación de protocolos médicos, donde se efectúan mediciones no invasivas de parámetros fisiológicos, requiere de equipamiento específico y diverso. Uno de los mayores inconvenientes, reside en la posibilidad de adquirir parámetros de distinta naturaleza, de manera simultánea, que luego puedan ser almacenados de modo uniforme, en una base de datos integrada a las experiencias efectuadas. Por otra parte, en aquellos protocolos donde se requieren estudios que van más allá de pocos minutos, surge la necesidad de contar con dispositivos de bajo peso e inalámbricos, de manera que no interfieran con las actividades que debe efectuar el individuo que participa de ellos. El objetivo del presente proyecto es desarrollar un sistema de adquisición, en conjunto con profesionales médicos, de manera de poder abordar el problema de manera integradora, desarrollando tanto el hardware como el software en términos de adquisición, procesamiento de señales, gestión de las experiencias y almacenamiento de la información generada.

“Flow Modeling in Complex Structures: An Approach to Tissue Engineering” – UTN PID [Research and Development Project] – ASUTIBA2441 – Jan 2015 to Dec 2017 – Director: PhD Ricardo Armentano Feijoo– Co-Director: PhD Leandro J. Cymberknop

 

Summary and Objectives

Research and development activities in the area of arterial biomechanics present perfectly differentiated constraints which need to be dealt with efficiently and continuously. First, a high cost of experimentation that leads to a high rate of consumption of available resources must be faced. On the other hand, the impossibility to perform realistic and personalized tests arises. Finally, these premises are combined with the difficulty in isolating the effect of each of the factors involved. The above mentioned, in addition to the accelerated development of computers (and their associated calculus methodology, in particular,  Finite Element Modeling) have made Arterial Biomechanics a natural candidate for study through the use of computational models. Biological tissues are very special and complex materials, generally composed of a solid phase and a fluid phase which provide them with a clear heterogeneous and anisotropic nature. The generation of models including such description is key in the area of tissue engineering. The main objectives are: A) To evaluate flow and structure patterns (as well as their interaction) obtained from measurements performed on synthetic conduits (whose size will be linked to that of an arterial conduit) relative to those conduits derived from simulations in computational fluid mechanics (CFD); B) To validate the results provided by 2D and 3D models from computational low-cost 1D simplifications. Such approach will allow the non-linear analysis of multi-branched structures, which would demand long processing periods; C) To propose an approach for a multi-structure computational modeling, from the results observed in the characterization of two-layer and three-layer vascular substitutes.

 

“Non-invasive gathering of physiological parameters: Processing, Modeling and Development with an Orientation to Cardiovascular Pathologies” –UTN PID [Research and Development Project] – ASUTNBA3950 – Jan 2016 to Dec 2018 – Director: PhD Leandro J. Cymberknop – Co-Director: PhD S. Graf

Summary and Objectives

The implementation of medical protocols, where non-invasive measurements of physiological parameters are performed, requires specific and diverse equipment. One of the major drawbacks lies in the difficulty in acquiring parameters of different nature simultaneously, which can later be stored uniformly, in a database integrated into the experiments performed. On the other hand, in those protocols that require studies which take more than just a few minutes, there is a need for light and wireless devices that do not interfere with the activities performed by the person involved. The objective of this project is to develop a gathering system, together with medicine professionals, so as to deal with the problem in an integrated way, developing software and hardware for signal acquisition and processing, experiment management and storage of the information generated.