química sanguínea

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Page 1: Química sanguínea
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Page 3: Química sanguínea
Page 4: Química sanguínea

INTRODUCCIÓN

En el siguiente documento se hablara acerca de la construcción de un

analizador de química sanguínea observando así cuál es su funcionalidad y

bajo que principios rige para así llevarnos a determinar qué papel cumple en

un laboratorio clínico y a la vez crear una estrategia que permita mejorar los

métodos de medición tradicionales del equipo.

Para ello se realizara un estudio de los principios ópticos, químicos y clínicos

determinando los parámetros del equipo y realizando una simulación por medio

tecnología por microcontroladores en lenguaje basic de programación para

lograr una conversión análoga a digital en esté equipo. Pero para lograr dicha

finalidad se deben hacer una serie de presupuestos para su realización y de

esta manera consolidar este proyecto en el mercado.

Page 5: Química sanguínea

JUSTIFICACIÓN

En un laboratorio clínico el avance tecnológico es de vital importancia para

obtener mayor eficacia en análisis de datos biológicos y además de facilitar la

manipulación de estos métodos por parte de los operarios, es de ayuda en

seguridad contra riesgos biológicos a los que se está expuesto constantemente

en esta área.

Es así que al implementar un analizador de química sanguínea semi-

automático permitirá que el operario no tenga un acceso directo con

componentes sanguíneos y desechos como la orina los cuales son de alto

índice de riesgo. Es decir que la manipulación de todas estas sustancias las

realizará el equipo y el operario obtendrá los resultados metabólicos sin

necesidad de hacer una cierta cantidad de cálculos, físicos, bioquímicos entre

otros.

Page 6: Química sanguínea

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL

Proponer en la industria de los laboratorios de química sanguínea un producto

que garantice un rendimiento en sus actividades de trabajo y les permita

generar resultados confiables a sus usuarios.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Mejorar los métodos convencionales de trabajo en los laboratorios de

química sanguínea, a partir de nueva tecnología en el mercado.

Mostrar a los laboratorios de química sanguínea los beneficios que

obtendrán al adquirir nuestro producto.

Establecer a nivel nacional la tecnología que presenta nuestro

analizador de química sanguínea.

Page 7: Química sanguínea

MARCO CONCEPTUAL

Para comprender el proceso de realización de este proyecto mostraré los

conceptos que se manejarán en el desarrollo del tema.

Química Sanguínea: Grupo de exámenes de sangre que suministran

información acerca del metabolismo del cuerpo, a través de 20 pruebas

que se realizan en el suero sanguíneo y orina.

Fotometría: Rama de la óptica que estudia la iluminación de superficies

que se encuentran iluminadas por una fuente luminosa.

Longitud de onda:

Absorbancia: Cantidad de intensidad de luz que absorbe la muestra.

Está relacionada con la intensidad de luz después de absorber la

muestra y la intensidad que hace incidir en la muestra.

Trasnmitancia: La cantidad de luz transmitida a través de una solución.

Donde se guarda una relación con la energía trasmitida a través de una

solución de referencia.

Creatina: Químico producido por el cuerpo y proporciona energía

principalmente a los músculos.

Billirubina: Es un pigmento biliar amarillo que resulta de la degradación

de la hemoglobina de los glóbulos rojos reciclados.

Page 8: Química sanguínea

MARCO LEGAL

Resolución 4725 del 2005

2434

Laboratorios…

http://www.alcaldiabogota.gov.co/sisjur/normas/Norma1.jsp?i=14542D

Page 9: Química sanguínea

MARCO HISTORICO

La automatización para el análisis en los laboratorios clínicos ha estado en

constante cambio , pues siempre se esta en busca de la mejora de resultados y

a la vez reduciendo tiempo en estas actividades.

El primer avance que se introdujo fue el galvanimetro que ocasiono así la

primera balanza con porcentajes mínimos de error. A finales del siglo XIX ,

surgió el fotómetro, generando un avance extraordinario que permitió la

introducción de métodos basados en absorción de luz por una sustancia

coloreada. O el fenómeno de dispersión de la luz al pasar a través de una

suspención. Tiempo después ,en el siglo XX, con la invención de equipos que

permiten separación selectiva de los componentes de muestras. Tales como

cromatografía y electroforesis y la introducción de electrodos para medición

electrométrica y la invención de analizadores químicos y hematológicos, tienen

como finalidad efectuar las determinaciones con un mínimo de intervención del

personal, además de resolver la problemática de cargo de trabajo a los

operarios del laboratorio.

La historia de la automatización en analizadores de química sanguínea inicio

en los años de la década del 50 del siglo XX, cuando Leornard Skeggs

bioquímico de Ohio quiso darle solución al aumento de la carga de trabajo y a

la escasez de personal calificado por lo que tuvierón que pasar los laboratorios,

a causa de la sobredemanda que establecia programas de construcción de

hospitales de gran tamaño que tenían 1000 camas a las que atender. En 1954

Skeggs lanzó al mercado estos equipos automatizados, que lograron desplazar

las muestras una tras otra logrando así a procesar 750 muestras/h con 15

determinaciones por muestra. Desde entonces se ha estado trabajando para

su mejora y se esta realizando en su

son ejemplos del incesante desarrollo de la tecnología para el desarrollo del

diagnóstico clínico

Page 10: Química sanguínea

Desaroollo del tema

1. ¿ Qué es un laboratorio clínico?

Al realizar este anteproyecto nos basamos principalmente en está pregunta,

para hacernos idea de las posibles problemáticas que allí se pueden presentar

y conocer los beneficios que nuestro …proyecto puede brindar a los operarios y

la rentabilidad que ofrece a las entidades de salud. Apoyándonos en el

Decreto 47 del 2007 un laboratorio clínico es “Un establecimiento público o

privado en el cual se realizan procedimientos de análisis de especímenes

biológicos de origen humano, como apoyo a las actividades de diagnóstico,

prevención, tratamiento, seguimiento, control y vigilancia de enfermedades”.

La finalidad de un laboratorio clínico consiste en prestar el servicio de

recepción, toma de muestras, transporte, análisis e informe de los resultados

de manera eficiente y confiable. Y dentro los campos de nuestro interés están

en orientar sobre los avances tecnológicos y científicos que inciden en el

laboratorio clínico generando un mayor aprovechamiento en la interpretación

de los resultados. Para que así se mantenga un programa de garantía en el

laboratorio.

Dentro de las áreas de servicio se encuentran:

Hematología: Se efectúa un hemograma y diversas pruebas para

evaluar los distintos componentes de la sangre.

Bioquímica clínica: Se realizan análisis que permiten observar el

metabolismo y el estado en que el cuerpo se encuentra. Estos se

clasifican en química sanguínea, exámenes generales de orina y

determinación de gases en la sangre.

Microbiología: Estudia la morfología de los microorganismos para

encontrar que enfermedades pueden generar. Dentro de ella se

encuentran clasificados :

Coproparasitología: Investiga la presencia de parásitos en las heces.

Bacteriología: Examinar directa o indirectamente la presencia de

microorganismos en la sangre, orina, materia fecal o jugos gástricos.

Inmunología: Determinación de anticuerpos, observando la eficacia del

sistema inmunitario.

Marcadores tumorales: Se analizan parámetros que aumentan o

aparecen como procesos tumorales, identificando diferentes tipos de

cáncer.

Page 11: Química sanguínea

Riesgos en el laboratorio

El personal está expuesto a múltiples riesgos entre los que podemos encontrar.

Una exposición con patógenos presentes en la sangre mientras son

manipuladas sustancias que contienen fluidos corporales, Junto a ella podemos

anexar la exposición a tuberculosis o SIDA.

También se encuentran riesgos químicos por medio de una exposición a

solventes utilizados para fijar tejidos. Para evitar este tipo de riesgos se

proponen medidas de seguridad como vacunarse contra agentes infecciosos,

procurar no producir salpicaduras con la prueba obtenida y debe ser

desinfectado. Observar el estado de los equipos para evitar posibles heridas.

2. Química sanguínea

Son un grupo de exámenes que suministran una información general del

metabolismo y equilibrio químico del cuerpo. Siendo el metabolismo procesos

químicos y físicos que suministran energía a todo el cuerpo. Todos estos

componentes químicos están disueltos en la sangre como medio de transporte

de algunos desechos que realiza el cuerpo y también para la entrega de

proteínas que algunos órganos necesitan para su correcta funcionalidad.

Dentro de los componentes sanguíneos donde se podrá extraer la información

del estado metabólico provendrá del suero sanguíneo. Para su proceso de

obtención se debe centrifugar los tubos de sangre sin anticoagulante a 1500g

por 15 minutos, aspirando el sobrenadante y alícuotar 0,5ml del suero

sanguíneo para ser así identificados. Posteriormente se debe guardar las

muestras en un congelador a -80 °C .

El suero es junto con el plasma componentes sanguíneos sin células. Su

diferencia radica en que el plasma sanguíneo contiene una sustancia

denominada fibrinógeno que permite la formación de plaquetas. Mientras que

el suero sanguíneo es la parte insoluble donde el fibrinógeno del plasma se

transforma en fibrina, este tiene un color amarillento puesto que se disuelve en

proteínas, hormonas, minerales, dióxido de carbono y una fuente de

electrolitos. Y son estos contenidos los que serán analizados en el área de

química sanguínea.

Page 12: Química sanguínea

Pero se preguntaran ¿por qué con ella se estudia el metabolismo del cuerpo?.

Bueno básicamente se determinan unos rangos estándar de la cantidad de

sustancias que deben generar algunos órganos para su correspondiente

funcionamiento, y si estos están en un menor valor se pueden determinar

algunas enfermedades que se pueden presentar. Para una mejor compresión

de la pregunta generada expondremos algunas sustancias tratadas en química

sanguínea.

Albumina: Tiene la finalidad de transportar moléculas pequeñas a través de la

sangre, tales como bilirrubina, calcio, progesterona y medicamentos. Es

importante para mantener la presión oncótica e impedir que los líquidos de la

sangre se filtren a los tejidos. Es sintetizada por el hígado por lo tanto así se

puede determinar la función hepática y enfermedades renales o si el cuerpo no

está absorbiendo proteínas.

Fosfata alcalina – (ALP): Es una proteína que se encuentra en los tejidos

corporales. Pero determinadamente se aloja en una mayor cantidad en los

huesos, hígado y vías biliares. Su finalidad es determinar enfermedades del

hígado o de los huesos.

BUN: Nitrógeno ureico en la sangre. Es una sustancia secretada por el hígado,

a través del metabolismo proteico y se elimina por los riñones. Con la finalidad

de observar la eficiencia renal.

Creatina: Es un ácido orgánico nitrogenado que se encuentra en los músculos

o células nerviosas. Es sintetizada por el hígado, el páncreas y los riñones

generando ATP a las células musculares. Su diagnóstico ayuda a determinar

insuficiencia renal.

Bilirrubina: Es un líquido producido por el hígado, producido directamente en

la bilis. Resulta por el cambio de glóbulos rojos viejos y el hígado ayuda a

descomponer la bilirrubina. Para observar niveles de icteria y enfermedades

metabólicos.

Page 13: Química sanguínea

Glucosa: La glucosa es una fuente importante para generar energía a todas

las células del cuerpo. Observando los niveles de las hormonas insulina y

glucagón que controlan los niveles del azúcar en sangre. Con el enfermedades

como diabetes, problemas de tiroides y pancreáticos.

Potasio: Ayuda a los nervios y los músculos comunicarse. También a movilizar

los nutrientes hacia las células y a eliminar los productos de desecho de estás.

Se realiza con la finalidad de determinar la actividad cardíaca, enfermedades

renales y desordenes metabólicos.

Calcio: La mitad de calcio en la sangre se fijan proteínas, como la albumina.

Además de ser importante para la función cardíaca contracción muscular,

señales nerviosas y coagulación sanguínea. Se realiza con el fin de determinar

enfermedades óseas, problemas renales hepáticos y problemas de glándula de

paratiroides.

Cloruro: Es un ión que ayuda a conservar el equilibrio que tienen los líquidos

corporales y mantener el equilibrio ácido- básico del cuerpo. Tiene la finalidad

de observar el metabolismo completo del cuerpo.

Colesterol:…………………………

Como se pudo evidenciar

3. PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DEL ANALIZADOR DE QUÍMICA

SANGUÍNEA AJK- 235

Un analizador de química sanguínea debe trabajar siempre bajo unos

principios químicos, bioquímicos y físicos, sin importar la tecnología que este

desarrollando el equipo. Dentro los principios importantes de un analizador

podemos encontrar los siguientes.

Fotometría: Es la medida de la intensidad luminosa o de una fuente de luz que

incide sobre una muestra, en la cual la luz puede tener diferentes fenómenos

como: La luz choca contra el cuerpo y vuelve a su lugar de origen. La luz es

absorbida por el cuerpo pero no lo atraviesa o pasar a través del cuerpo.

Dichas características nos sirven para determinar las características del cuerpo

en el caso del analizador de química sanguínea nos ayuda a determinar las

concentraciones de la muestra y conocer su longitud de onda. Pero se

preguntaran y cómo se puede determinar estás características bueno esto es

establecido gracias a un fotómetro que mide la luz incidente y por una

fotocélula determinamos la cantidad de luz que fue suministrada.

Page 14: Química sanguínea

De acuerdo a la imagen y lo dicho anteriormente se puede observar que el

fotómetro trabaja con una fuente luminosa la cual emitirá

ESPECTRO-VISIBLE

Es denominada la región del espectro magnetismo el cual puede ser percibido

por el ojo humano.

Esta zona oscila entre los 400 y 700 nm de la longitud de onda del espectro, al

cual se le se le denomina luz visible o simplemente luz.

Cabe resaltar que la luz es la base para la generación de los colores

(longitudes de ondas), la cual al chocar con un objeto, este absorberá todos los

colores del espectro visible pero tendrá falencia en un determinado rango de

nm de la longitud.

Como se había mencionado su longitud de onda oscila entre los 400 y 700 nm,

esta se puede observar en la siguiente imagen:

Page 15: Química sanguínea

En la cual cada perturbación de dicho rango tiene un determinado valor en nm:

Este fenómeno tiene grandes aplicaciones usadas por el ser humano, en la

cual una de las más características es en el uso de análisis químico,

determinando la composición interna y estructural de los elementos a analizar

en este caso las moléculas ubicadas en la sangre.

ABSORBANCIA

Cantidad de luz o consumo de energía que atraviesa una muestra; este efecto

se da por el hecho que las muestras tiene la capacidad de absorber cierta

cantidad de luz.

Este fenómeno esta denominada por la siguiente ecuación:

Donde se puede apreciar al logaritmo con signo cambiado de la transmitancia.

Este fenómeno tiene una gran relación con la transmitancia.

TRANSMITANCIA

Este fenómeno es definido como la cantidad de energía que atraviesa un

cuerpo en determinado tiempo.

Es la cantidad de luz (energía) que absorbe el cuerpo en una determinada

longitud de onda. Este fenómeno se determina en la siguiente ecuación:

Page 16: Química sanguínea

Donde:

T: transmitancia.

I: longitud onda que entra a la muestra.

I: cantidad de onda que sale de la onda.

Ejemplificando esto se puede apreciar:

Para ejemplificar este fenómeno tendremos la siguiente imagen:

absorbancia es la relacion directa de la cantidad de energia luminosa despues de pasar por un

material entre la cantidad de la energia luminosa antes de pasar, para ser mas concretos es: la

intensidad de la luz con una longitud de onda específica y que es pasada por una muestra

(intensidad de la luz transmitida) y es la intensidad de la luz antes de que entre a la muestra

(intensidad de la luz incidente), y la formula es A (long.onda)=-log(10)[A/A(i)]

reactivos longitudes - colores

Page 17: Química sanguínea
Page 18: Química sanguínea

4.PRINCIPIO DE OPERACIÓN ANALIZADOR DE QUÍMICA SANGUÍNEA

AJK- 235

Después de mostrar los principios de funcionamiento de un analizador de

química sanguínea. Creamos el equipo de analizador de química sanguínea

AJK- 235 semi- automático con el fin de implementar en los laboratorios

clínicos una nueva tecnología que tiene como principal finalidad efectuar la

mínima intervención del operador. Para que así se ahorre tiempo en el análisis

de muestras y el margen de error sea muy mínimo, revolucionando en esté

campo con valores de precisión y exactitud que generaran un área de calidad,

que responde a la gran demanda que se trabaja en los laboratorios clínicos.

Además de brindar como alternativa de solución medidas de bioseguridad en el

laboratorio y en la manipulación de muestras por parte de los operarios.

4.1 ¿CÓMO FUNCIONA?

Al ser el analizador completamente controlado bajo tecnología será operado a

través de un microcontrolador que trabaja con programación en lenguaje Basic

y permite al usuario interactuar en el ajuste de parámetros a trabajar.

Fig… Diagrama de bloques del analizador de química sanguínea AJK- 235

Para consolidar estos bloques de trabajo del analizador, realizamos una

relación con los principios de funcionamiento y trabajamos en la programación

para darle la facilidad a los operarios de tener la capacidad de realizar 4

análisis de 2 componentes del metabolismo en el hígado, que son la bilirrubina

y la creatina. En la siguiente imagen se mostrara que se utilizó el simulador

proteus para llevar acabo el desarrollo del funcionamiento del equipo junto con

la programación realizada y de acuerdo a ese orden de ideas crear el diseño

que será entregado a los clientes.

Rotor

Microprocesador

Fotómetro Fotodectector

Conversor A/D

Pulsadores

Display

Page 19: Química sanguínea

En la construcción de ideas el diseño del equipo consistirá en un rotor que

tendrá cubetas para evitar la combinación entre muestras y así evitar su

contaminación, estas giraran consecutivamente para ser incidida por la fuente

de luz del fotómetro. Para lograr dicho propósito se utilizara un motor paso a

paso bifásico que funciona bajo impulsos de sistemas lógicos, donde estos

impulsos eléctricos se convierten en desplazamientos angulares. Maneja

corriente continua entre 12V y 24V y su control es posible gracias a un puente

H que permitirá realizar sus correspondientes giros.

En el fotómetro empleamos una bombilla halógena de 25W que se activara

bajo una señal lógica . Cuando se cumple está función el rotor girara las

muestras y la bombilla dará su fuente de iluminación pero sólo pasará un

pequeño haz de luz por medio de las rejillas y será refractada en un espejo

para que así sólo incida una sola longitud de onda. La luz que es trasnmitada

después de ser absorbida por la muestra será detectada por el fotodector que

por medio la conversión análoga digital nos dirá cuál es la abosorbancia, la

longitud de onda y el rango en que se encuentra el análisis de la

correspondiente muestra. Estos valores mencionados podrán ser visualizados

a través del display y podremos navegar en la pantalla gracias a los pulsadores

de mando. Siendo manejado a través de programación y alimentación a 5V.

Al ser un equipo semi- automático el proceso de reactivos será suministrado

por el operario a través de una pipeta automática hacia los tubos de ensayo y

el muestreo será introducido también de manera manual.

Page 20: Química sanguínea

4.2 COMERCIALIZACIÓN

En consiguiente a la investigación de mercadeo , a la población de los

laboratorios clínicos en el área de química sanguínea creamos este producto

con el fin de ofrecerles una alternativa de mejorar a sus servicios. El costo de

nuestro producto está basado en la materia prima , el costo de nuestro diseño,

y la mano de obra. Adjuntamos la cotización que fue realizada para

posicionarnos en el mercado.

PRECIO DE ANALIZADOR DE QUÍMICA SANGUÍNEA

Fecha 07/08/2014

Realizado por

INSUMOS CANTIDAD UNIDAD TOTAL

Display 16 x 2 1 $ 16.800 $ 16.800

Bombilla 1 $2.000 $2.000

Pulsadores 4 $2.000 $8.000

Motor paso a paso 1 $ 15.000 $15.000

Tubos de ensayo 4 $1.000 $4.000

Microcontrolador 1 $25.000 $25.000

Puente H 1 $15.500 $15.500

Resistencias 1 Juego $5.000 $5.000

Condensadores 1 Juego $5.000 $5.000

Fotocelda 1 $4.000 $4.000

Poleas 1 $6.000 $6.000

Tabla de balso 1 $9.000 $9.000

TOTAL DE INSUMOS $ 117.300

MANO DE OBRA

Tecnólogo en biomédica 2 $2.100.000

Diseño $3.000.000

TOTAL $5.100.000

OTROS

Transporte $500.000

Contratistas $1.500.000

TOTAL $2.000.000

PRECIO TOTAL $7.217.300

4.3 CRONOGRAMA DE REALIZACIÓN

Inicialmente se presentara el cronograma el cual se plantea y se tomara desde

el día de adquisición del contrato que se realizó el día Viernes 1 de Agosto del

2014.

Page 21: Química sanguínea

Entre el desarrollo del equipo se presenta el cronograma en el cual se

planteara y realizara la construcción de dicho equipo, donde se ejemplifica a

través de las siguientes tablas:

CRONOGRAMA ANALIZADOR DE QUIMICA SANGUINEA

SEMANA FECHA ACTIVIDAD

1 4 - 8 de Agosto Programación del equipo. P

2 11 - 15 de Agosto Diseño físico del equipo. P

3 18 - 22 de Agosto Compra de materiales/ pruebas. M

4 25 - 29 de Agosto Montaje del circuito/ prueba. M

5 1 - 5 de Septiembre Montaje total del equipo. M

6 8 - 12 de Septiembre Compra y ensamble del equipo final.

A

7 15 - 19 de

Septiembre A

P: programación. M: montaje. A: Acabado

Dom. Lun. Mar. Mié. Jue. Vie. Sáb. MES A

ÑO

20

14

1 2

AG

OST

O

3 4 5 6 7 8 9

10 11 12 13 14 15 16

17 18 19 20 21 22 23

24 25 26 27 28 29 30

31

Dom. Lun. Mar. Mié. Jue. Vie. Sáb. MES

1 2 3 4 5 6

SEP

TIEM

BR

E

7 8 9 10 11 12 13

14 15 16 17 18 19 20

21 22 23 24 25 26 27

28 20 30 31

Donde la fecha tope será el día 22 de Septiembre del año 2014 con el

propósito de entregar el equipo ya finalizado dicho día.

Para la realización de este programa, se tiene en cuenta la disponibilidad de los

tecnólogos que harán parte de esta construcción, la cual se basa en la

siguiente información: Se trabajara 210 horas en las cuales:

Se usaran 6 horas al día.

Jornada semanal (Lunes a Viernes).

Con base en 35 días, equivalentes a 7 semanas.

Page 22: Química sanguínea
Page 23: Química sanguínea

HISTORIA DEL ARTE