Facultad de Ciencias e Ingeniería
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Ítem Texto completo enlazado Desarrollo de un proceso de producción de un blanco para la pulverización catódica con el fin de depositar una película delgada de hidroxiapatita con la finalidad de mejorar la osteointegración de implantes(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-10-11) Morales Moreyra, Tyrone; Grieseler, RolfLa presente tesis se basa en el desarrollo de un proceso de producción de un blanco para la pulverización catódica con la finalidad de depositar una película delgada de hidroxiapatita y mejorar la osteointegración de implantes. Para lograr el cometido se llevaron a cabo varias pautas. En el primer capítulo se abarca la introducción a la relación de las enfermedades óseas, su incremento en la actualidad y cómo una de las consecuencias que se genera por dichas, que son el uso de prótesis se pueden ver mejoradas con el uso de la hidroxiapatita como biomaterial. El segundo capítulo engloba la descripción del problema que conforma las enfermedades óseas y sus incidencias; además de las incidencias por fracturas que se generan a causa de las enfermedades óseas y la necesidad de implantes y las limitaciones que estos presentan, la definición de un biomaterial, sus ventajas y limitaciones y las normativas que lo rigen. En el tercer capítulo se presenta la justificación del uso de la hidroxiapatita como biomaterial para recubrimientos en prótesis donde se tocan las ventajas y desventajas del material, sus otras aplicaciones y las técnicas de recubrimientos que presenta. El cuarto capítulo abarca el estado del arte de la síntesis de hidroxiapatita y de los procesos de recubrimiento más conocidos y comunes como la pulverización catódica y electrodeposición química. El quinto capítulo abarca la metodología y la cual engloba los procesos de síntesis, la cual dio dos muestras y a una de ellas se le hizo un tratamiento térmico a diferencia de la otra. Luego se tiene el proceso de compactación para unificar el polvo y el proceso de sinterización que se llevó a cabo en un horno y siguiendo un régimen de temperatura con la finalidad de apreciar posibles diferencias dada por este método. Los análisis con microscopio electrónico de barrido y la espectroscopía de Rayos X de dispersión de energía se emplearon para analizar la superficie de la muestra a nivel microscópico y proporcionaron información de la morfología y cantidad de los elementos en la muestra. La difracción de rayos X permitió distinguir entre materiales amorfo y cristalinos, y también proporcionó información sobre la estructura del cristal, la espectroscopía Raman proporcionó información detallada sobre la estructura molecular, composición química y propiedades físicas de las muestras evaluadas y la calorimetría diferencial de barrido permitió el análisis de las propiedades térmicas de los materiales. Por último, se tiene el sexto capítulo que reúne los resultados de todos procesos en la cuales se aprecia, principalmente, que en las muestras de hidroxiapatita hay otros fosfatos como α y β fosfato tricálcico, los cuales afectan las propiedades de la muestra. Asimismo, se observa aspectos físicos como la porosidad que presentan las muestras y su nivel de compactación de los cristales y llegando a la conclusión de que esta tesis sienta los cimientos para investigaciones futuras y dejando, asimismo, una visión a futuro para mejoras y más experimentaciones.Ítem Texto completo enlazado Diseño de una prótesis mecánica para amputaciones parciales de dedo(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-07-17) Carrillo Ramírez, César Sebastián; Elias Giordano, Dante AngelEn el presente documento se presenta el diseño, pretotipado (prueba de concepto) y verificación funcional cinemática en el desarrollo de una prótesis para amputaciones parciales de dedo índice siguiendo la metodología de diseño VDI 2221. El dispositivo creado permite realizar los movimientos de flexión y extensión usando la energía cinética de la falange restante del dedo índice. El diseño de la prótesis es totalmente mecánico, es decir que usa la energía cinética de la falange restante del dedo para ser activado. Para realizar los movimientos de flexión y extensión se usó mecanismos por cable, en este caso se usaron dos tipos de cable: uno rígido y uno elástico. El cable rígido es usado para dirigir la energía cinética desde la falange restante del dedo hacía la prótesis y el cable elástico es usado para almacenar energía potencial cuando la prótesis se encuentra totalmente en flexión; esta energía es liberada cuando la prótesis deja de estar en flexión. El diseño de la prótesis incluye un mecanismo de pívot para permitir el giro de las falanges. Finalmente, se verificó la funcionalidad de la prótesis. Primero, se creó un protocolo de pruebas, para que las pruebas puedan ser repetibles y reproducibles, y un parante para la prótesis, para mantener fija la prótesis. Seguido de ello, se realizaron los videos activando la prótesis y se seleccionó el de mejor resolución. Por último, se procesó el video en el software Kinovea, como resultado se consiguió datos y gráficas de los ángulos de flexión, velocidad angular y aceleración angular de las articulaciones de la prótesis. Los resultados de este análisis cinemático demostraron que la prótesis alcanza ángulos de flexión máxima de 84°, 92.2° y 76.75° en las articulaciones metacarpofalángicas, interfalángicas proximales e interfalángicas distales (MCP, PIP y DIP respectivamente), lo cual está dentro de los rangos permitidos según la literatura. Además, las gráficas de velocidad y aceleración angular son comparables con las encontradas en la literatura, demostrando la repetitividad de los datos encontrados. Teniendo en cuenta ello, se demostró la funcionalidad de la prótesis y que este simula el movimiento natural de los dedos.Ítem Texto completo enlazado Diseño de extremidades móviles para robot de telepresencia en hospitales(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2023-03-06) Urbina Garro, Fiorella Adrianna; Arce Cigüeñas, Diego MartínLas características de interacción de un robot social son de gran importancia, en especial cuando su desempeño depende de generar confianza con el usuario; este es el caso de un robot de telepresencia para diagnóstico psicológico en hospitales. Sabiendo que muchas alternativas actuales no cuentan con rasgos atractivos o familiares que incentiven su uso, este trabajo de tesis tiene como objetivo desarrollar el diseño de un sistema de brazos y cabeza móviles de un robot de telepresencia para diagnosticar y tratar afecciones mentales en hospitales de Perú, como parte de la investigación del Proyecto Concytec 160-2020. Dicho diseño tendrá como fin incrementar la aceptabilidad del robot brindándole expresividad a través de rasgos y movimientos semejantes al humano. El diseño final consta de cuatro grados de libertad en el brazo y dos grados de libertad en la cabeza actuados por servomotores de disco que transmiten de forma directa y por correas dentadas. Las articulaciones están unidas por planchas y piezas impresas para otorgar una forma antropomórfica, con medidas de una persona peruana de estatura promedio de 1.65 m (hombro-codo de 33 cm, codo-muñeca de 25 cm y una cabeza proporcional a la altura de 20 cm). Además, se agregaron otros aspectos de expresividad como iluminación de los ojos por matrices led y señales de audio a través de parlantes. Finalmente, se realizaron pruebas de funcionamiento mediante la implementación del prototipo de un brazo con piezas fabricadas mediante impresión 3D.Ítem Texto completo enlazado Diseño de un circuito estimador de la tasa de disparos de un detector de impulsos eléctricos neuronales(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-02-17) Gutiérrez Rojas, Cinthia Zobeida; Saldaña Pumarica, Julio César; Raygada Vargas, Erick LeonardoEl desarrollo de la tecnología enfocada a la medicina relacionada al sector de enfermedades ligadas al sistema nervioso ha requerido de dispositivos capaces de detectar de manera precisa las señales que emite, siendo estas los impulsos eléctricos neuronales, ya que mediante las mismas se puede obtener la información que se transmite de neurona en neurona tales como movimientos psicomotrices o captaciones sensoriales. Una alternativa desarrollada para la detección de estos impulsos son los circuitos implantables en el cerebro, los cuales obtienen las señales neuronales de manera extracelular; es decir, obtención de señales de neuronas cercanas a un electrodo mediante penetración de la corteza cerebral. Es posible del uso de una etapa de detección para la obtener los impulsos mas es necesaria la diferenciación entre la señal neuronal y el ruido existente. Se hace uso de un filtro dentro de la detección, pero este solo filtra el ruido que tiene distinta frecuencia a la emitida por una neurona y no el obtenido de las neuronas alejadas al electrodo. Por ello, el establecimiento de un nivel de comparación permite la correcta detección de estos impulsos eléctricos neuronales, siendo una manera de obtenerlo mediante la estimación de la tasa de disparo del detector. La presente tesis tuvo como objetivo el diseño de un circuito estimador en tecnología CMOS capaz de obtener la estimación de la tasa de disparo de un detector de impulsos eléctricos neuronales. El estimador consiste en un comparador que identifica los instantes que la señal neuronal es mayor a un valor umbral fijo y un filtro Gm-C retroalimentado cuya salida es un valor proporcional a la tasa de disparo del comparador. En la tesis se describen los circuitos analógicos basados en tecnología 0.35um CMOS de AMS utilizados para los diseños del comparador y del filtro; asimismo, el diseño de los mismos y del estimador. También, se presentan los resultados obtenidos en las simulaciones mediante el software de simulación Virtuoso Environment (Cadence Design System) donde se utilizó como señal de entrada del comparador una señal neuronal amplificada de 2s de duración.Ítem Texto completo enlazado Estudio y análisis de un circuito de reducción de la diferencia entre las corrientes de estimulación para la prótesis epiretinal(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-01-23) Martínez Espinoza, Jesús André; Monge Osorio, Manuel Alejandro; Raygada Vargas, Erick LeonardoEl presente trabajo de tesis consiste en el estudio y análisis de un circuito propuesto para reducir la diferencia entre los pulsos de corrientes utilizados durante la operación de la prótesis epiretinal. La topología propuesta para la calibración es hibrida; constituye de una fase analógica y una digital a fin de reducir la diferencia de corriente y almacenar un valor de cuenta para compensar la corriente generada durante el uso de la prótesis. Dentro de los requisitos para el diseño del circuito propuesto, se considera los límites en el área y potencia del chip debido a la ubicación y dificultad de acceso de la prótesis. Asimismo, se busca que el valor de la carga remanente generada por la persistencia de la corriente de mismatch no exceda el límite de 100na a fin de evitar daños en el tejido superficial. El circuito propuesto define una variable “n” la cual corresponde al número de espejos de corriente en la fase analógica, se realiza un análisis variando “n” a fin de analizar las consecuencias y ventajas que se tiene en el nivel de mismatch final y en el área ocupada en el chip por el circuito de calibración. Se utiliza la herramienta de MATLAB para simular y ejemplificar el proceso de calibración mostrando las señales de ambos pulsos en una gráfica de tiempo desde el inicio de la calibración hasta el cálculo del valor de cuenta necesario para compensar la corriente de mismatch.