TEXTO: BIOFISICA APLICADA A ENFERMERIA&quo

148 Pages·2011·12.05 MB·Spanish

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA SALUD
INFORME FINAL
"TEXTO: BIOFISICA APLICADA A
ENFERMERIA"
Dr. Hernán Oscar Cortez Gutiérrez
(01-04-09 al 30-03-11; R. R. Nº 365 -09-R)
CALLAO - PERU
2011
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a) INDICE
Pág.
b)RESUMEN……………………………………………………………………… 5
c)INTRODUCCION……………………………………………………………… 6
d) PARTE TEORICA O MARCO TEORICO………….…………………..….. 9
e)MATERIALES Y METODOS………………………………………………...… 10
f)RESULTADOS…………………………………………………………………… 11
Parte 1
Estática y Dinámica
Capítulo I. FISICA ESTADISTICA……………………………………………...… 15
1.1 Medias corporales…………………..…………………………………… 15
1.2 Desviación estándar………………………...…………………....…… 16
1.3 Practica: Valores medios ……………………………………………… 16
1.4 Referenciales……………………..……………………………………… 19
Capítulo II. BIOMECANICA……………………………………………………… 20
2.1 Propiedades de la fuerza ………………………………………………… 23
2.2 Equilibrio………………………………………………………….……… 24
2.3 Practica: Primera ley de Newton y momento……..………………….… 27
2.4 Referenciales……………………………………………………………… 33
Capítulo III. DINAMICA……………..……………………………………………... 34
3.1 Velocidad y aceleración………………………………………………...… 35
3.2 Segunda ley de Newton…………………………………………………… 37
3.3 Practica: Aplicaciones al cálculo de elongaciones…………………….… 39
3.4 Referenciales……………………………………………………………… 41
Capitulo IV. ENERGIA……………………………………………………………… 42
4.1 Trabajo y energía cinética….. ……………………………………...…… 43
4.2 Energía total del oscilador armónico………………….…………...…… 43
4.3 Práctica: Aplicaciones al cálculo de elongaciones a sistemas
biológicos …………………………………………………………………....... 45
4.4 Referenciales………………………………………………………..…… 48
Capitulo V. FLUIDOS………………………………………………..…………… 49
5.1Las tres fases de la materia. La presión sanguínea……………………. 51
5.2Empuje. Principio de Arquímedes……………………………………… 51
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5.3 Aplicaciones a la enfermería………………...…………………………… 51
5.4 Ley de Poiseuille. Exploración de la presión arterial………………….. 52
5.5 Practica: Drenar cavidades y aplicaciones con la Ley de Laplace…… 53
5.6 Referenciales ……….…….……………………………………………… 54
Capitulo VI. RESPIRACION……………………………………………………… 55
6.1 Teoría cinética delosgases………..……………………………………… 56
6.2 Valoración de la respiración……………………………………………... 59
6.3 Práctica: Aplicaciones a la enfermería. Auscultación………………….. 61
6.4 Referenciales……………………………………………………………… 64
Parte 2
Termodinámica, Biomagnetismo y radiactividad …………………………………. 65
Capitulo VII. ENERGIA LIBRE, ENTALPIA YENTROPIA ………………….. 65
7.1 Formulas Termodinamicas……………………………………………… 66
7.2 Aplicaciones de la termodinámica a reacciones moleculares (DNA).… 82
7.3 Teoria de ondas. Ondas a nivel molecular y en el organismo………… 84
7.4Resonancia y aplicaciones a nivel de organismo humano y molecular .. 88
7.5 Practica: Diferenciar los tipos de ondas en el organismo humano …… 92
7.6 Referenciales……………………………………………………………… 94
Capitulo VIII. ONDAS ACUSTICAS……………………………………………… 95
8.1 Movimiento os oscilatorio. Frecuencia, periodo, amplitud…………… 96
8.2 Ondas mecánicas longitudinales. Ondas estacionarias y resonancia. 97
8.3 Practica: Percusión en el organismo…………………….……………… 98
8.4 Referenciales……………………………………………………………… 100
Capitulo IX. BIOELECTRICIDAD, BIOMAGNETISMO Y
RADIACTIVIDAD ………………………………………………………… 101
9.1 Bioelectricidad y biomagnetismo. Comportamiento de los seres vivos 102
9.2 Campos magnéticos del cuerpo humano ….………………….……..… 110
9.3 Descubrimiento del fenómeno de radiactiva. Interacción de la Radiación
con la materia ……..………………………………......................... 110
9.4 Practica: Aplicaciones de biomagnetismo y radiactividad a enfermería 111
9.5 Referenciales ……………………………………………………………… 113
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g)DISCUSION……………………………………………………………………… 114
h)REFERENCIALES……………………..………………………………………… 115
i) APENDICE …………………………………………………………………..… 117
Apéndice1deguía de prácticas01 al 09.…………………………………..…. 117
Anexo: Silabo de Biofísica………..…………..…………………………………... 144
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b) RESUMEN
El texto “BIOFISICA APLICADA A ENFERMERIA” se desarrolló en base a
libros, revistas, manuales, folletos, y experiencias propias de laboratorio
computacional con el objetivo de diseñar un texto educativo de Biofísica
aplicada a enfermería que le permita al estudiante de enfermeria una
formación básica. Asimismo relacionar la biofísica con ciencias de la salud.
También identificar los fenómenos biofísicos que se dan en los organismos
humanos asociando modelos biofísicos apropiados.
Como resultado presentamos el texto en 9 capítulos, los cuales
complementan el curso teórico de Biofísica ysus aplicaciones en Enfermería.
En el Capítulo I se efectúa un estudio sobre la Física Estadística para estimar
magnitudes físicas. En el Capítulo II se dan a conocer la Biomecánica que usa
lateoría de equilibrio con respecto a fuerzas y momento. En el Capítulo III se
detallan métodos para resolver ecuaciones de la dinámica. Se enfatiza el
problema de las elongaciones que son muy usadas en los estudios de
vibraciones a nivel molecular, digamos del ADN.
En el Capítulo IV se aplica los conceptos de energía. En los capítulos V, y VI,
se detallan métodos de la dinámica de fluidos para cálculos en el sistema
circulatorio y respiratorio. En el Capítulo VII se proporcionan métodos de la
termodinámica y dinámica para el análisis del comportamiento de los seres
vivos. En el Capítulo VIII se considera relevante las aplicaciones de las ondas
de ultrasonido en salud minimizando el efecto de reflexión usado en la
ecografía. En el Capítulo IX se enfatiza la conexión entre campos eléctricos y
magnéticos que fueron la predicción de Maxwell y confirmados por Hertz. En
los anexos adjuntamos las guías de Laboratorio y el silabo de la asignatura de
Biofísica usado en la Facultad de Ciencias de la Salud de la Universidad
Nacional del Callao.
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c) INTRODUCCIÓN
Descripción y análisis del tema
Actualmente se vienen conociendo nuevos tratamientos médicos
basados en conceptos básicos de la Física. Los avances
científicos y tecnológicos muestran que la biología puede ser
considerada como parte de la Física y el dominio de aplicaciones
de la Biofísica aumenta en ciencias de la salud. La Biofísica es
una ciencia reduccionista porque establece que todos los
fenómenos observados en la naturaleza tienen una explicación
científica.
Este texto de biofísica aplicada a enfermería es parte de la
formación del profesional de enfermería. También la enfermera
adquiere conocimientos de Anatomía, Fisiología, Biología y
Microbiología para poder conocer las respuestas del cuerpo
humano y de esta manera distinguir de las respuestas humanas.
Por eso el texto de biofísica aplicada a enfermería esta orientado
a presentar problemas biofísicos relacionados al cuerpo humano.
La Biofísica está también relacionada directamente con las
áreas de investigación de Enfermería, Salud Pública y
Nanotecnología. Nanotecnología es una parte de la ciencia que
viene investigando estructuras en la escala de 1 a 100 nm
(nanometro). Nano es el prefijo usado para designar una parte en
un billón. Con los avances de la química y física ha sido posible
sintetizar nanocompuestos con aplicaciones biomédicas. Tenemos
perspectivas de curas de tuberculosis y cáncer (tumores en la
próstata, mama, pulmón, colon, estomago y útero) en el menor
tiempo posible con este tipo de nanoremedios (nanoparticulas). El
diseño biofísico de nano partículas que transportan remedios debe
cumplir los siguientes requisitos: (i) la composición de la
nanoparticula debe ser aceptable para ser usado en terapia
humana (biodegradable, biocompatible y no toxico), (ii) la medida
de la nanoparticula debe ser apropiada para la aplicación
7
biomedica, (iii) la biodestribución de la nanoparticula debe alcanzar
el objetivo (tumor, etc) [1]. También en los hospitales se espera
utilizar Gnanoparticulas antibacterianas para el problema de
infecciones hospitalarias. Todo depende de un buen diseño
cumpliendo requisitos de acuerdo a la problematica de Salud
Pública.
Por lo tanto Biofísica como ciencia aplicada a la Salud permite
aplicar las técnicas en las investigaciones del cáncer,
enfermedades infecciosas, vacunas, enfermedades metabólicas
como indicadas en la referencia bibliográfica [7]. El estado del
funcionamiento del cuerpo humano determina la salud de cada
persona. Es vital entonces comprender que dicho funcionamiento
depende de la correcta regulación de factores bioquímicos y
biofísicos. La biofísica se define como la ciencia que estudia la
composición y los procesos físicos de los organismos vivos. La
composición biofísica básica del cuerpo humano está dada a nivel
molecular por conjuntos de átomos, quienes componen la materia;
y como ejemplos de procesos biofísicos tenemos el flujo de esos
átomos en el organismo; diversas reacciones dependientes de la
electricidad, como el ritmo cardíaco y la temperatura corporal.
Biofísica es una asignatura de formación básica en los
estudiantes de enfermería. El estudiante de enfermería se enfrenta
a muchas preguntas: (i) ¿Cómo el medio físico-químico tiene
efecto sobre las enfermedades? , (ii) ¿Qué conocimientos necesito
tener para mi ejercicio profesional y producción científica?. Como
no existe textos actuales de Física para estudiantes de
Enfermería, se pretende diseñar un “Texto: Biofísica aplicada a
enfermería”, donde se presenten los conceptos básicos de
Biofísica de una forma clara y con explicaciones de los aspectos
físicos y destinado especialmente para los estudiantes de
enfermería.
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Planteamiento del problema
¿Existe un texto de Biofísica aplicada a enfermería que le permita al
estudiante una formación básica en Biofísica para el ejercicio
profesional?
OBJETIVOS Y ALCANCES DE LA INVESTIGACIÓN
Propósito de la investigación y objetivos específicos
Objetivos Específicos
- Relacionar la biofísica con las ciencias de la salud .
- Identificar los fenómenos biofísicos que se dan en los organismos
humanos y aplicados en enfermería.
- Establecer modelos que simulan modelos biofísicos moleculares
y no moleculares.
- Desarrollar la capacidad para resolver problemas y superar
dificultades prácticas en el entendimiento del funcionamiento
biofísico del organismo humano.
Alcances de la Investigación
- Investigación Básica
- Los beneficiados con los resultados de la investigación será el sector
académico conformado por docentes, estudiantes de Enfermería de
nivel superior y estudiantes de Pos Graduación en Salud Pública.
IMPORTANCIA Y JUSTIFICACIÓN
a) El texto de Biofísica dará una visión global de las aplicaciones de
la Física y que acompañan el desarrollo tecnológico y nano
tecnológico y su aplicación a tratamientos de la enfermería del
presente siglo. El texto fue elaborado sobre la base de libros,
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revistas y guías de laboratorio de biofísica y experiencias propias
para explorar nuevas perspectivas de producción científica en
enfermería.
b) El valor de esta investigación corresponde a un valor teórico,
desde el punto de vista de una investigación Básica.
d)PARTE TEORICA OMARCO TEÓRICO
ANTECEDENTES
El crecimiento de ritmo exponencial de la ciencia hace cada
vez más difícil, si no imposible, para todo el mundo ponerse y
mantenerse al dia del avance de conocimientos utilizados por los
tratamientos de enfermería. Por ejemplo se vienen usando pequeñas
capsulas (nano capsulas) para no dañar el cuerpo humano. Tenemos
publicaciones de Christine Vauthier (Véase referencia [1] ) que trabaja
en las propiedades físico-químicas de nanoestructuras adecuados
para alcanzar el blanco desea. Hoy en día se viene trabajando más
con complejos intramoleculares de escala manométrica por cuanto su
circulación en el organismo dura más tiempo y pueden ser
biodegradables.
El propósito de estos estudios es de preparar nanoparticulas que se
puedan introducir en el organismo humano sin ser eliminados y que
puedan ser menos tóxicos. Cuando el tamaño de las nanoparticulas
es superior a 200 nm son atrapados en el organismo humano [2-3].
Para aplicación de nanoparticulas para transportar remedios tenemos
los trabajos de [4].
Pretendemos elaborar el texto de biofísica aplicada a enfermería
revisando textos que presentan algunos temas de aplicación a las
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ciencias de la vida, aplicaciones a enfermería y teoría de las
mediciones como por ejemplo los textos de Wayne [5] y Zar [6] tratan
de problemas bioestadísticas relacionados a la estimativa de
parámetros.
Textos de Biofísica de Alan Cromer, E. Quezada, M. Parisi, A.
Frumento y W. Laskowski [8-12] orientan sus aplicaciones a ciencias
de la salud y representan una base para ofrecer perspectivas de
nuevos tratamientos en enfermería. Por ejemplo aplicar
biomagnetismo para reorientar las ondas patológicas del cuerpo
humano y representan una aplicación revolucionaria en Salud Pública
y requieren de profesionales en enfermería con conocimientos
avanzados de esta biofísica emergente.
También tenemos trabajos relacionados ciencias de la salud
como un punto de partida para aumentar el vasto campo de
aplicaciones de biofísica a enfermería [13-16].
e)MATERIALES Y MÉTODOS
Teniéndose entendido que el tema de la investigación es elaborar un
texto, no se determinó el Universo de Estudio, tampoco técnicas
estadísticas. Por ser el objeto de investigación un texto académico,
el método que se empleará es descriptivo. El texto está basado en
resultados teóricos y prácticos de textos de física, revistas, páginas
web, videos y conferencias asistidas sobre biofísica.