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Objetivos
Conocer las características de la biología molecular. Comprender la fisiología humana para la correcta aplicación de instrumentos biomédicos. Conocer las propiedades de los biomateriales e instrumentos empleados en biomedicina. Comprender la importancia de la modelización y simulación de biosistemas. Aprender las aplicaciones de la biotecnología al ámbito sanitario.
A quién va dirigido
Este Master en Ingeniería Biomédica está dirigido a personas con estudios en Medicina, Biotecnología, Bioingeniería, Ingeniería informática, Ingeniería Química, Ingeniería de Tecnologías Industriales, etc. Asimismo, está dirigido a todos aquellos profesionales del sector que deseen ampliar y/o actualizar sus conocimientos en dicha área.
Temario completo de este curso
MÓDULO 1. BIOLOGÍA MOLECULAR Y CITOGENÉTICA
UNIDAD DIDÁCTICA 1. CULTIVOS CELULARES
Métodos de fusión celular, hibridomas, obtención, selección
Anticuerpos monoclonales. Metodologías de producción. Aplicaciones en diagnóstico, terapéutica y producción de otras moléculas
Producción de proteínas terapéuticas en cultivos de células animales
Fermentaciones microbianas, genómica y biotecnología para la salud
UNIDAD DIDÁCTICA 2. GENERALIDADES DE LAS PROTEÍNAS
Bioquímica de las proteínas
Métodos de cuantificación de proteínas
Introducción a la extracción de proteínas
Métodos de extracción de proteínas
UNIDAD DIDÁCTICA 3. TECNICAS PROTEÓMICAS: UN ENFOQUE ACTUAL
Electroforesis de proteínas
MALDI-TOF (Matrix Assisted Laser Desorption/Ionization-Time Of Flight)
LC-MS/MS (Liquid Chromatography Mass Spectrometry)
Chips de proteínas
UNIDAD DIDÁCTICA 4. ÁCIDOS NUCLÉICOS: LAS INSTRUCCIONES DE LA CÉLULA
Ácido Desoxiribonucleico (ADN)
Ácido Ribonucleico (ARN)
Conceptos básicos en la extracción de ácidos nucleicos
Métodos de extracción de ácidos nucleicos
UNIDAD DIDÁCTICA 5. DESDE LA PCR A LA ACTUALIDAD: TÉCNICAS EN GENÓMICA FUNCIONAL
Reacción en cadena de la polimerasa (PCR)
Electroforesis en gel de agarosa
qRT-PCR (PCR cuantitativa)
Microarrays (Chips de ADN)
RNA-seq (RNA sequencing)
UNIDAD DIDÁCTICA 6. ENZIMAS DE RESTRICCIÓN Y CLONACIÓN DEL ADN
Las enzimas de restricción
Aplicaciones de las enzimas de restricción
Clonación del ADN
Expresión de genes clonados en bacterias
El sistema de edición CRISPR-CAS, nuevos horizontes en técnicas del ADN recombinante
Producción de plantas transgénicas mediante el uso de Agrobacterium sp
UNIDAD DIDÁCTICA 7. MARCADORES MOLECULARES E HIBRIDACIÓN DEL ADN
Los marcadores moleculares
Principales marcadores moleculares
Detección de secuencias de ADN y genómica estructural
UNIDAD DIDÁCTICA 8. SECUENCIACIÓN DE ADN
Introducción a la secuenciación de ADN
Secuenciación química de Maxam y Gilbert
Secuenciación de Sanger
Métodos avanzados y secuenciación de novo
NGS (Next Generation sequencing)
El Proyecto Genoma Humano
UNIDAD DIDÁCTICA 9. EPIGENÉTICA
Principales modificaciones epigenéticas
Diferenciación celular
Si las marcas epigenéticas se heredan, ¿Lamark tenía razón?
Epigenética y cáncer
UNIDAD DIDÁCTICA 10. TÉCNICAS DE ANÁLISIS CROMOSÓMICO
Los cromosomas
El cariotipo
Cultivo de cromosomas y procesamiento del material
Métodos de tinción y bando cromosómico
Hibridación in situ (FISH)
Citometría de flujo
Nomenclatura citogenética
Alteraciones cromosómicas
Caso práctico: análisis del cariotipo
UNIDAD DIDÁCTICA 11. OTROS ENSAYOS DE INTERÉS EN BIOLOGÍA MOLECULAR
Ensayos de tipo inmunológico
Otros ensayos de tipo genético
Ensayos de toxicidad y mutagenicidad: test de Ames
UNIDAD DIDÁCTICA 12. BIOINFORMÁTICA: PROGRAMAS Y BASES DE DATOS PARA LA IDENTIFICACIÓN Y EL MODELADO DE GENES
Localización y enmascaramiento de secuencias repetidas
Métodos de comparación
Análisis de la secuencia de ADN a nivel nucleótido
Análisis de señales
Búsqueda en bases de datos de secuencias expresadas
Tipos de bases de datos biológicas
UNIDAD DIDÁCTICA 13. APLICACIONES DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR Y CITOGENÉTICA
Aplicaciones en el diagnóstico y prevención de enfermedades
Aplicaciones en el diagnóstico prenatal y estudios de esterilidad e infertilidad
Aplicaciones en pruebas de paternidad, medicina legal y forense
Mejora genética de cultivos de interés agronómico
Caso práctico: prueba de paternidad
UNIDAD DIDÁCTICA 14. COVID-19 (SARS-COV-2)
Estructura del virus
Mecanismo de infección
Técnicas de detección
Vacunas
MÓDULO 2. FISIOLOGÍA HUMANA
UNIDAD DIDÁCTICA 1. CONCEPTOS BÁSICOS EN FISIOLOGÍA
Definición de fisiología. Características generales de los seres vivos
Mantenimiento de la homeostasis
Sistemas de regulación fisiológicos
Métodos de transporte de sustancias por el organismo
Captación e interpretación de señales
UNIDAD DIDÁCTICA 2. SISTEMA ÓSEO
Morfología y fisiología ósea
Crecimiento óseo
Cráneo
Columna vertebral
Tronco
Extremidades
Cartílagos
Esqueleto apendicular
Articulaciones y movimientos
UNIDAD DIDÁCTICA 3. SISTEMA MUSCULAR
Fisiología muscular
Ligamentos
Musculatura doral
UNIDAD DIDÁCTICA 4. EL SISTEMA NERVIOSO
Introducción al sistema nervioso
Sistema nervioso central
Sistema nervioso periférico
El sistema nervioso autónomo o vegetativo
UNIDAD DIDÁCTICA 5. EL SISTEMA RESPIRATORIO
El aparato respiratorio
El proceso respiratorio
UNIDAD DIDÁCTICA 6. EL SISTEMA DIGESTIVO
Introducción al sistema digestivo
Componentes del sistema digestivo
Movimientos del tracto digestivo
UNIDAD DIDÁCTICA 7. EL SISTEMA CIRCULATORIO
Introducción al sistema cardiovascular
Los vasos sanguíneos
MÓDULO 3. MATERIALES BIOCOMPATIBLES
UNIDAD DIDÁCTICA 1. MATERIALES BIOCOMPATIBLES
Concepto de material biocompatible
Desarrollo en el ámbito de materiales biocompatibles
Concepto de compatibilidad biológica
Formas de uso de materiales biocompatibles
Primeros datos sobre el uso de materiales biocompatiles
Desarrollo de estos materiales con el paso de los años
Componentes procedentes de fuentes biológicas
UNIDAD DIDÁCTICA 2. MATERIALES POLIMÉRICOS
Concepto de material polimérico
Características de los materiales poliméricos
Clasificación de biopolímeros
Materiales poliméricos industriales
Utilidad de los biopolímeros en biomedicina
UNIDAD DIDÁCTICA 3. CARACTERÍSTICAS Y CUALIDADES
Naturaleza de los elementos
Características físicas y químicas
Características mecánicas
UNIDAD DIDÁCTICA 4. CLASIFICACIÓN DE LOS MATERIALES
Elementos de uso más frecuente
Elementos férreos
Elementos no férreos
Elementos metálicos
Elementos no metálicos
Biopolímeros
Cerámicas
UNIDAD DIDÁCTICA 5. COMBINACIÓN DE MATERIALES METÁLICOS
Naturaleza de las combinaciones metálicas. Aleaciones
Cualidades de la combinación de materiales metálicos
Tipos de aleaciones
Mezcla de metales con densidad inferior a la del acero
Materiales que combinan Cobre con otros metales
UNIDAD DIDÁCTICA 6. MATERIALES
Procesamiento de materiales
Tejidos cutáneos sintéticos
Carticel
Alteraciones del tejido óseo
Órganos de origen sintético compatibles con tejidos biológicos
UNIDAD DIDÁCTICA 7. UTILIDADES DE LOS MATERIALES BIOCOMPATIBLES
Material ortopédico en la articulación de la cadera
Reemplazo de la articulación de la rodilla
Materiales usados en el reemplazo de válvulas en miocardio
Sustitución de piezas dentales
Columna vertebral
UNIDAD DIDÁCTICA 8. CIRCUNSTANCIA ACTUAL
Pros y contras de los materiales biocompatibles en función del área y el tipo
Contribuciones de la química macromolecular. Creación de materiales
Requisitos formativos para la creación de materiales biocompatibles
MÓDULO 4. INSTRUMENTOS EMPLEADOS EN BIOMEDICINA
UNIDAD DIDÁCTICA 1. TÉRMINOS E INSTRUMENTOS MÉDICOS
Términos fundamentales en medicina e instrumentos médicos
Legislación adjunta a los instrumentos en biomedicina
Tipos de instrumentos usados en biomedicina
Requisitos de diseño
Disminución de alteraciones de los instrumentos biomédicos
Medidas de compensación de alteraciones
UNIDAD DIDÁCTICA 2. SENSORES
Clasificación de sensores
Sensores físicos
Sensores electroquímicos
Sensores bioanalíticos
UNIDAD DIDÁCTICA 3. AMPLIFICADORES Y SISTEMAS DE CONTROL
Amplificadores operacionales
Amplificadores de inversión
Amplificadores no inversores
Amplificador sumador
Amplificador integrador
Amplificador diferencial
Amplificador logarítmico
Amplificador comparador
Amplificador rectificador
Sistemas de control
UNIDAD DIDÁCTICA 4. POTENCIALES BIOLÓGICOS Y ELECTRODOS
Inmersión al sistema nervioso periférico
Potenciales en instrumentos biomédicos: ECG, EEG, EMG, ENG, ERG
El intercambio de la carga eléctrica. Interfaz electrodo-electrolito
Creación de polos con cargas opuestas
Electrodos con capacidad de acumular la carga eléctrica o no
Uso de electrodos pequeños para registrar señales eléctricas
Aplicación de electrodos en la estimulación tisular
UNIDAD DIDÁCTICA 5. MEDIDAS EN EL SISTEMA CIRCULATORIO
Tipos de medición de la presión arterial
Dispositivos médicos empleados en la medida de la presión arterial
Fonocardiograma
Monitores de flujo electromagnéticos y ultrasónicos
Pletismografía
UNIDAD DIDÁCTICA 6. MEDICIONES DEL SISTEMA RESPIRATORIO
Evaluación de presiones y flujos del aparato respiratorio
Capacidad pulmonar: Espirometría y pletismógrafo corporal
Mecánica ventilatoria
Intercambio gaseoso. Pruebas de difusión
UNIDAD DIDÁCTICA 7. SEGURIDAD ELÉCTRICA DE DISPOSITIVOS E INSTALACIONES
Efectos de la electricidad
Riesgos laborales de seguridad eléctrica
Red de distribución de la energía eléctrica
Peligro de microshock y macroshock
Protocolos de actuación y normativa en seguridad eléctrica
Requisitos fundamentales de seguridad contra el shock
Creación de protocolos de protección
Dispositivos diseñados para el análisis de la seguridad eléctrica
MÓDULO 5. TÉCNICAS DE MODELIZACIÓN Y SIMULACIÓN DE SISTEMAS BIOLÓGICOS
UNIDAD DIDÁCTICA 1. MODELOS Y SISTEMAS
Terminología
Presentación de la modelización y la simulación
Clasificación de los modelos de un sistema y sus componentes
Propiedades de los biosistemas
Desarrollo de biosistemas y preferencias vigentes
UNIDAD DIDÁCTICA 2. MODELADO CIENTÍFICO Y CONTROL DE SISTEMAS BIOLÓGICOS
Métodos numéricos para ingenieros biomédicos
Definición de modelización, aplicación en simulaciones
Campo de control y sistemas en dispositivos y aplicaciones biomédicas
Mejoras en el control de sistemas biológicos
UNIDAD DIDÁCTICA 3. MODELIZACIÓN DE SISTEMAS BIOLÓGICOS MEDIANTE FUNCIONES LINEALES
Las funciones lineales. Modelos
Control del tiempo
Control de la frecuencia
Control de la estabilidad
UNIDAD DIDÁCTICA 4. ESTUDIO DE LOS SISTEMAS NO LINEALES DE SISTEMAS BIOMÉDICOS
Disimilitudes entre sismelas lineales y no lineales
Modelos biológicos dinámicos
Modificaciones en sistemas activos (dinámicos)
Dinámica de sistemas no lineales y sistemas complejos
UNIDAD DIDÁCTICA 6. INSTRUMENTOS Y MÉTODOS DE SIMULACIÓN AVANZADOS
Métodos de simulación en biociencia
Técnicas de simulación en cirugía a través de la realidad virtual
Experimentación de simulaciones en cirugía mínima invasiva
UNIDAD DIDÁCTICA 6. DISTINTOS EJEMPLOS DE SIMULACIÓN DE SISTEMAS BIOLÓGICOS
Red de regulación génica
Red metabólica. Modelos y métodos
Transmisores de señales. Tipos
Análisis de señales. Representación gráfica
MÓDULO 6. USO DE LA TECNOLOGÍA EN SISTEMAS BIOLÓGICOS CON APLICACIÓN SANITARIA
UNIDAD DIDÁCTICA 1. LA TECNOLOGÍA EN SISTEMAS BIOLÓGICOS
Introducción
Conceptos básicos en biotecnología
Situaciones previas en relación a la biotecnología
Clasificación de la tecnología en sistemas biológicos
Tecnología en sistemas biológicos con aplicación sanitaria
Biotecnología sanitaria. Fermentaciones de microbios.
Usos de la tecnología de sistemas biológicos con aplicación sanitaria
UNIDAD DIDÁCTICA 2. LEGISLACIÓN APLICABLE A LA BIOTECNOLOGÍA
Normativa aplicable
Protocolos de control en laboratorios y biotecnología sanitaria
Control de calidad en el laboratorio biotecnológico
UNIDAD DIDÁCTICA 3. USOS DE LA TECNOLOGÍA DE SISTEMAS BIOLÓGICOS
Repercusiones del uso de la biotecnología
Uso de los avances en biotecnología en la industria actual
Asociación entre tecnología de sistemas biológica e industria química
UNIDAD DIDÁCTICA 4. MEDIDAS TERAPÉUTICAS CON GENES
Introducción a la medicina regenerativa
Conceptos clave y propósitos de la terapia génica
Evolución
Sistemas de transferencia
UNIDAD DIDÁCTICA 5. MEDIDAS TERAPÉUTICAS CON CÉLULAS
¿Qué es la terapia celular?
Experimentación en terapia celular
Control y valoración de las experimentaciones en terapia celular
UNIDAD DIDÁCTICA 6. TECNOLOGÍA DE SISTEMAS BIOLÓGICOS DE ORIGEN MARINO CON APLICACIÓN SANITARIA
Introducción
Creación de nuevos fármacos a partir de especímenes marinos
Hallazgo de fármacos de organismos de especímenes marinos
Empresas de biotecnología: Zeltia
Cultivos celulares
Creación de terapias con proteínas en cultivos celulares
Técnicas de transformación genética de células de origen vegetal
Elementos transgénicos
UNIDAD DIDÁCTICA 7. PREVENCIÓN Y CONTROL DE RIESGOS EN EL LABORATORIO BIOTECNOLÓGICO
Prevención y control de riesgos físicos
Prevención y control de riesgos químicos
Prevención y control de riesgos biológicos
Limitaciones
MÓDULO 7. PROYECTO FIN DE MÁSTER