Desarrollo de un software de simulación de ensayos en órgano aislado para la enseñanza experimental de la farmacología para estudiantes de farmacia.

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Título :	Desarrollo de un software de simulación de ensayos en órgano aislado para la enseñanza experimental de la farmacología para estudiantes de farmacia.
Autor :	Navarrete Castro, Andres
Fecha de publicación :	2014
Resumen :	La farmacología es una ciencia experimental por excelencia. Para la enseñanza experimental se realizan experimentos para reforzar los conceptos revisados en la teoría y para desarrollar destrezas y habilidades en los estudiantes mediante la experimentos en animales, órganos, células o fragmentos celulares. De manera general en la actualidad, la mayoría de estas demostraciones involucra el sacrificio de un gran número de animales de laboratorio cada año. Sin embargo, y a pesar del importante papel que representa el uso de animales, tienen ciertos inconvenientes, desde el punto de vista ético, es necesario evitar el sacrificio de animales con fines meramente docentes, así como como desde el punto de vista económico el costo es excesivo y no todas las escuelas de farmacia cuentan con las instalaciones y la infraestructura necesaria para realizar dichos experimentos. Con la aplicación del principio de las 3Rs en la Facultad de Química de la UNAM dentro de la enseñanza experimental de la farmacología, en donde se requiere del uso de animales de laboratorio, ha surgido la necesidad de buscar alternativas viables que disminuyan, y en lo posible, eviten el uso de animales de laboratorio sin descuidar los objetivos académicos planteados en los planes de estudio de esta asignatura. De acuerdo con lo anterior, en la enseñanza experimental de la farmacología en la Facultad de Química de la UNAM, se ha propuesto desarrollar alternativas al uso de animales de laboratorio, tales como el desarrollo de software de simulaciones de experimentos en órgano aislado de preparaciones de aorta y tráquea de rata, así como de íleon de cobayo, para demostrar el efecto biológico de los fármacos, determinar su naturaleza agonistas o antagonistas, así como definir las interacciones entre fármacos y determinar los receptores sobre los que actúan. El software debe ser adecuado a los objetivos planteados para el estudiante de farmacia. En esta propuesta se pretende desarrollar un software de simulaciones programado en Visual Basic, que contará con una interfaz amigable y semejante a los programas que cotidianamente los estudiantes utilizan en una computadora común.
URI :	http://132.248.161.133:8080/jspui/handle/123456789/4814
metadata.dc.contributor.responsible:	Navarrete Castro, Andres
metadata.dcterms.callforproject:	2014
metadata.dc.coverage.temporal:	2014-2016
metadata.dcterms.educationLevel:	nivel superior
metadata.dcterms.educationLevel.SEP:	Licenciatura
metadata.dc.description.objective:	Desarrollar un software de simulación de experimentos en órgano aislado de preparaciones de aorta, íleon y tráquea que sustituya el uso de animales de laboratorio pero que cumplan con los objetivos planteados en los programas y planes de estudios de la carrera farmacia (QFB).
metadata.dc.description.hypothesis:	Será posible desarrollar un software de simulación de experimentos farmacológicos en órgano aislado, como alternativa para la enseñanza experimental de la farmacología, en lo correspondiente a experimentos en órgano aislado, en el que se disminuya o se eliminen el uso de animales de laboratorio, que cumpla con los requisitos didácticos para la comprensión de los procesos experimentales que se llevan a cabo en la experimentación farmacológica de forma óptima y económica.
metadata.dc.description.strategies:	a)Software de simulación de experimentos in vitro. Principio. Uno de los objetivos de la farmacología experimental es estimar los principales parámetros de los fármacos como DL50, DE50, potencia o eficacia. Para cada uno de estos parámetros existen modelos matemáticos que describen el comportamiento farmacodinámico del fármaco dentro del organismo. Por lo que con los valores informados en la literatura para los diferentes fármacos, es posible realizar un algoritmo que simule la administración de distintas dosis a una serie de preparaciones in vitro virtuales, así como los datos obtenidos como resultado del experimento virtual. Este algoritmo puede ser programado en Microsoft Visual Basic para obtener una aplicación que el alumno pueda ejecutar en una computadora y realizar la simulación como si estuviera trabajando en la preparación in vitro instalada en una cámara de órgano aislado y conectada a un polígrafo para obtener sus trazos de los cambios fisiológicos en dicha preparación. Para darle mayor validez al software, se realizarán experimentos reales con los que se alimentará con los datos obtenidos para hacer la simulación lo más cercana a la realidad. Objetivo. El alumno determinará los principales parámetros farmacodinámicos como DE50, DL50, potencia y eficacia, pA2, naturaleza agonista o antagonista, la interacción entre fármacos, etc., mediante experimentos virtuales in vitro para elaborar curvas dosis-respuesta de tipo gradual, sin la necesidad de sacrificar animales. Actividades a realizar. 1. Realización de experimentos en animales, por única ocasión, para obtener parámetros farmacodinámicos a través de curvas dosis-respuesta de fármacos. Estos experimentos serán registrados y los datos alimentarán la base de datos del software de simulación. 2. Investigación bibliográfica de información de los principales fármacos utilizados en terapéutica y en investigación en los que proporcionen información experimental que pueda incorporarse a la base de datos del software de simulación. 3. Diseño del algoritmo del software para simular diferentes situaciones experimentales de la respuesta esperada para un fármaco en particular o para la combinación de fármacos. 4. Programación del software en Microsoft Visual Basic y diseño de la interfaz gráfica. 5. Prueba del software de simulación en un grupo piloto de farmacología de la Facultad de Química. 6. Realización de correcciones de los detalles obtenidos en las pruebas piloto. 7. Depuración del software y registro de derecho de auto y cesión de derechos a la UNAM. 8. Incorporación de prácticas de laboratorio en las que se use el software desarrollado. Ventajas. 1. Se elimina el uso de animales de laboratorio y de equipo para la enseñanza de la farmacología en el que se utilizan preparaciones de órgano aislado. 2. Los alumnos puede realizar las simulaciones cuantas veces y con las variantes que requiera para reforzar sus conocimientos de farmacología. 3. Se obtienen datos suficientes y apegados a la realidad para el cálculo de los parámetros, los cuales pueden ser contrastados con los informados en la literatura. 4. El alumno puede realizar las simulaciones en cualquier lugar en donde tenga disponible una computadora con Microsoft Windows. 5. Se libera espacio de laboratorio que puede ser ocupado para otras actividades académicas. 6. En instituciones que no cuenten con laboratorio o acceso a animales, les permitirá obtener datos experimentales para complementar la enseñanza de la farmacología experimental. ACTIVIDADES A REALIZAR POR AÑO PRIMER AÑO a) Realización de experimentos en órganos aislados de rata y de cobayo para alimentar la base de datos del software. b) Investigación bibliográfica sobre los parámetros farmacodinámicos de fármacos para alimentar la base de datos del programa. c) Elaboración y corrección del algoritmo para simular los experimentos en órgano aislado. d) Programación del algoritmo en Microsoft Visual Basic. e) Depuración
metadata.dc.description.goals:	METAS CUALITATIVAS a)Promover entre los estudiantes y docentes de farmacología experimental el uso del software de simulación como una alternativa al uso de animales de laboratorio, sin cambiar los objetivos originales de esta disciplina. b)Coadyuvar a la aplicación del principio de las 3Rs en las escuelas o facultades donde se enseña farmacología experimental. c)Mejorar la enseñanza de la farmacología experimental en las carreras del área biomédica pero en particular en la carrera de QFB de la Facultad de Química de la UNAM. METAS CUANTITATIVAS. PRIMER AÑO a)Realizar los experimentos in vitro en órgano aislado de aorta de rata, tráquea e íleon de cobayo para alimentarán con datos reales la base de datos con la cual se construirá y se programará el software de simulación. b)Obtener una versión alfa del software de simulación de experimentos en órgano aislado que se pondrá a prueba en un grupo piloto. c)Participar en un congreso nacional de farmacología para difundir las estrategias y propuestas de software como alternativa en la enseñanza experimental de la farmacología en las escuelas y facultades del área biomédica. METAS CUANTITATIVAS. SEGUNDO AÑO a)Obtener una versión beta del software de simulación de experimentos en órgano aislado que se pondrá a prueba en un grupo piloto. b)Dirigir el servicio social de un estudiante de alguna de las carreras del área biomédica. c)Redactar el guión de uso del software de simulación de experimentos en aorta de rata y en tráquea e íleon de cobayo. d)Proponer el guión de experimentos simulados en el software desarrollado para que sea incluido dentro del manual de laboratorio de farmacología. e)Participar en un congreso nacional de farmacología para difundir el software de simulación como alternativa en la enseñanza experimental de la farmacología en las escuelas y facultades del área farmacéutica. f)Publicar un artículo en una revista internacional del área en la que se difundan las estrategias y logros del software desarrollado en la disminución o reemplazo de animales de laboratorio.
metadata.dc.description.selfAssessment:	El desarrollo de modelos virtuales y simulados de experimentación para la enseñanza de la farmacología experimental ha sido un tema poco abordado debido a la cierta complejidad que representa la elaboración de los mismos sin caer en la simplicidad y poco utilidad académica, que dejaría al software obsoleto en poco tiempo. La elaboración de estos mismos requiere el conocimiento de los conceptos y procedimientos de la farmacología experimental que deben ser reflejados en la simulación; esta misma debe ser alimentada con datos reales, que mediante el tratamiento de estos con el algoritmo de programación de la simulación logre un balance entre las variables que puede manipular el alumno dentro de la simulación y las respuesta obtenida en el mismo. Con esta idea el proyecto comenzó con la realización in vivo de los experimentos para determinar los parámetros farmacométricos (DE50, CI50, H, Emax y EEM) de los fármcos utilizados en la simulación y que alimentan al software y determinan la relación entre las variables de entrada y las de respuesta. Para ello se realizaron varios experimentos in vivo en tejidos como tráquea de cobayo y aorta de rata para obtener el comportamiento y los parámetros de las sustancia evaluadas para que el software parezcan o simulen lo más cercano a la realidad. Estos experimentos son fundamentales para determinar mecanismos de acción o interaciones entre fármacos con otros fármacos o sustancias para determinar su peligrosidad o beneficios terapeúticos, por ello es esencial que los alumnos del área aprendan las técnicas y fundamentos de los mismos, sin embargo, este tipo de experimentos son costosos para las universidades, por lo que un software de simulación apoyaría en el rubro de tratamiento de los datos para reforzar los conocimientos de adquiridos en la práctica o aprenderlos cuando no se pudo realizar el protocolo experimental por falta de recursos u otros aspectos. Esté software se está programando en Visual Basic 2012, debido a que es un lenguaje de programación relativamente fácil y permite compilar el mismo para entornos de sistema Windows, aunque se tiene planteado posteriormente migrar el programa a entorno MacOs. El producto que se entrega en este informe aún se encuentra en fase de programación denominada alfa, por lo que podrían encontrase todavía algunos errores de programación o funciones incompletas debido a que aún se escriben y se depuran, sin embargo, permite tener una idea clara del producto final esperado que será evaluado por alumnos que llevan el curso a finales de este semestre y principios del mismo para que pueda ser incorporado a los manuales de prácticas del semestre 2017-2. Además, se prentende realizar una serie de presentaciones para dar a conocer éste y otros programas que hemos desarrollado para mejorar la enseñanza de la farmacología experimental.
metadata.dc.description.goalsAchieved:	METAS CUALITATIVAS 1. Se está promoviendo tanto en los alumnos como en los profesores las alternativas de software de simulación como alternativas al uso de animales de laboratorio. En esta etapa se están haciendo los primeras evaluaciones del software con profesores y alumno seleccionados. METAS CUANTITATIVAS 1. Se concluyeron los experimentos in vitro en organo aislado de tráquea de cobayo, aorta de rata e ileón de cobayo. Asimismo, se realizaron los cálculos correspondientes para obtener los parámetros farmacométricos (H, DE50, CI50, Emax y EEM). 2. Se ha elaboratdo la versión alfa del software, es decir, se encunetra en etapa de depuración, captura de errores y adición de los datos farmacométricos de los fármacos que se utilizarán. Además, se encuentran las primeras pruebas con profesores y alumnos para determinar las características que necesitan agregarse o eliminarse. 3. Se inició la escritura de dos protocolos para sustituiro complementar dos prácticas de laboratorio, una de farmacología 1 y otra de farmacología 2. Estos protocolos se probarán durante el semestre 2017-1 para incorporarse a los manuales de prácticas en el semestre 2017-2. 4. Se presentará este software en el Congreso Mexicano de Química a realizarse en septiembre del 2016, y se promocionará en la universidades que imparten farmacología. 5. Con los datos obtenidos de las evaluaciones de los alumnos se escribirá un artículo para sometrerlo a una revista de educación.
metadata.dcterms.provenance:	Facultad de Química
metadata.dc.subject.DGAPA:	Farmacología y toxicología
metadata.dc.type:	Proyecto PAPIME
Aparece en las colecciones:	2. Área de las Ciencias Biológicas, Químicas y de la Salud

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