Materiales y método seguido en la experimentación in vitro 73

experimental que permite aislar las muestras de posibles interferencias y al mismo tiempo no produce ruido magnético en el interior del mismo. La figura 18 muestra en a) el diseño del recinto y en b) una fotografía de cómo quedó al ser construido.

74

Figura 18. Recinto de experimentación para la caracterización dinámica de partículas magnéticas, en a) el diseño hecho y en b) una fotografía de cómo quedó al ser construido.

En el recinto es posible colocar dos zonas de experimentación de acuerdo con la figura 19: en a) la zona de control y en b) la zona activa. Ambas zonas se construyeron utilizando cilindros huecos de metacrilato, la diferencia entre ambas es el tamaño de cilindro como se puede ver en la figura 19. Esta diferencia está relacionada a lo que cada zona debe contener, puesto que la zona de control está diseñada para no aplicar ningún CME, basta con que se pueda colocar el tubo de ensaye dentro del cilindro. En el caso de la zona activa, es necesario colocar la fuente magnética así como las geometrías auxiliares para focalizar el CME. Así mismo, debe ser posible colocar la fuente de campo magnético a distancias específicas de donde se colocan las PMs para poder evaluar el movimiento que han sufrido éstas debido a la fuerza magnética aplicada. Además, cada zona experimental tiene un sistema de monitoreo que permite obtener video y/o imagen para el análisis posterior, éste se observa también en la figura 19 para cada una de las zonas experimentales y está compuesto por dos cámaras web de alta resolución SPC 1300NC.

75

Figura 19. Zonas de experimentación en el recinto de metacrilato. En a) la zona de control y en b) la zona activa; ambas con su sistema de monitoreo.

Para la fuente de CME en la zona activa se utilizó un imán de tierras raras de NdFeB con 45 mm de diámetro y una altura de 30 mm, cuyas características principales se muestran en la tabla VI.

Tabla VI. Características principales del imán de NdFeB utilizado en la experimentación in vitro.

Modelo S-45-30-N

Máxima Energía Magnética (BHmax) 45 [MGO]

Inducción Residual (Br) 12,5 [kG]

Coercitividad (Hc) 11,3 [kOe]

Temperatura Máxima de Operación 80ºC

Recubrimiento Ni-Cu-Ni

Este tipo de imanes forman parte de la última generación de imanes, ya que son capaces de mantener la magnetización por largos periodos de tiempo y producen una gran fuerza magnética por unidad de volumen en comparación con otro tipo de materiales. Por otro lado, para la focalización del CME se utilizó un cono de Fe con diámetro inferior y altura similares a las del imán de NdFeB para su acoplamiento de acuerdo con la figura 20, en la que se muestra cómo queda ensamblado el arreglo imán-cono.

76

Figura 20. Modo de acoplamiento entre el Cono de Fierro y el Imán de NdFeB.

Por otro lado, para los experimentos se escogieron tres tipos de partículas magnéticas teniendo en consideración: 1) cubrir una amplio rango de diámetros, y 2) visibles para su localización empleando video y/o imagen. Con tales fines, en la tabla VII se muestran las características principales de acuerdo con los requerimientos solicitados de las partículas magnéticas.

Tabla VII. Características principales de las PMs empleadas en la experimentación.

Diámetro Núcleo Recubrimiento

8 µm Cobalto No

1.31 µm Poliestireno Oxido Ferroso/Avidin

50 nm Poliestireno Óxido Ferroso/Avidin

Finalmente, el medio en el cual las PMs serían inmersas debe tener una viscosidad controlada, para ello se hizo uso de un coloide a base de Agar-Agar, que permite la manipulación de dicha variable. Lo anterior con la finalidad de comprobar la dependencia con la viscosidad del movimiento de las PMs. Para la fabricación del coloide se hicieron uso de equipos del laboratorio como: Agitador Magnético, Baño Termostático, Balanza de Precisión y Vasos de Precipitado.

Cuando se induce un CME, algún tipo de interacción entre éste y las PMs se podría suponer. Sin embargo, se suscita imperativo observar los fenómenos

77

que hasta el momento únicamente se había aproximado matemáticamente. El avance acelerado de las tecnologías de adquisición de video y/o imágenes permite hoy día capturar casi cualquier movimiento por muy rápido que éste sea. Para lograr la observación de la interacción magnética entre las PMs y un CME se siguió la siguiente metodología:

1) Fabricación del medio viscoso.

2) Medición de la viscosidad del medio viscoso.

3) Se rellenaron los tubos de ensaye hasta completar 4 cm de altura, equivalente a introducir 5 ml del medio viscoso.

4) En la zona de control se coloca el tubo de ensaye con la cantidad de medio viscoso mencionada en el punto anterior y se introducen 5 µl de PMs, dejándose caer libremente sin la influencia de un CME. Este paso se repite tantas veces como PMs se hayan seleccionado para el estudio.

5) En la zona activa se coloca el tubo de ensaye con la cantidad de medio viscoso estipulada en el punto 3 y haciendo contacto con la base del tubo de ensaye se coloca la fuente magnética, ya sea focalizada o no. Se insertan 5 µl de PMs y se repite este paso tantas veces como PMs se hayan considerado previamente para el estudio.

6) Tanto en la zona activa como la de control se utiliza el sistema de monitoreo para la adquisición de una base de datos en video y/o imagen para su posterior análisis.

78

7) Finalmente se procede al análisis de los videos y/o imágenes obtenidas para la evaluación correspondiente del comportamiento dinámico de las PMs seleccionadas.

En el presente estudio se realizaron tres controles, uno por cada tipo de partícula magnética mostrada en la tabla VII. De manera similar se procedió con la inserción de las PMs en la zona activa bajo la influencia de un CME pero repitiendo tres veces la inserción de cada una de las PMs consideradas para el estudio, haciendo un total de 9 experimentos en la zona activa. Además, esto mismo se realizó tanto para la aplicación de un CME focalizado como sin focalizar. Lo anterior tuvo la finalidad de comprobar la aparición de algún fenómeno magnético no convencional que pudiera ser de interés para la comunidad investigadora en ingeniería biomédica o cualquier otra rama, así como la comparación de las interacciones magnéticas existentes a la aplicación de un CME focalizado o sin focalizar.