Diseño e implementación de un sistema electrónico de control y monitorización de un equipo de hipertermia magnética

Abstract

[ES] Actualmente, el cáncer sigue siendo una de las principales causas de muerte en todo el mundo, lo que hace necesaria la continua investigación con el objetivo de descubrir nuevas técnicas o desarrollar las existentes y aumentar las posibilidades de cura de esta enfermedad. Una de ellas es la hipertermia magnética, que consiste en elevar la temperatura de las células cancerosas hasta provocar la apoptosis, basándose en la exposición de nanopartículas magnéticas a un campo magnético alterno externo. Este trabajo presenta una estrategia para el control de la temperatura en un equipo de hipertermia magnética en experimentos celulares in vitro, así como la monitorización de los parámetros más importantes del experimental mediante una interfaz gráfica de usuario creada con la herramienta App Designer de MATLAB. Para llevar a cabo el trabajo, se ha empleado un inversor resonante comercial y una bobina a la que se ha incorporado un sistema de refrigeración, además del sistema electrónico necesario para el control y monitorización del equipo. Los resultados muestran que el equipo realiza correctamente el calentamiento por inducción de los materiales ferromagnéticos situados en su interior, registrando y representando de forma periódica los parámetros que lo caracterizan. Además, el sistema de refrigeración implementado para la bobina minimiza la influencia no deseada que produce su calentamiento sobre la temperatura del material calentado.

[EN] Nowadays, cancer continues to be one of the main causes of death worldwide, which makes continuous research necessary with the aim of discovering new techniques or developing the existing ones in order to increase the chances of treating this disease. One of them is magnetic hyperthermia, which consists of raising the temperature of cancer cells until causing apoptosis, intensively exposing magnetic nanoparticles to an external alternating magnetic field. This work presents a strategy for the control of the temperature of a magnetic hyperthermia unit for in vitro cell experiments, as well as the monitoring of the most important parameters of the experiment through a graphical user interface created with the tool App Designer from MATLAB. To carry out the project, a commercial resonant inverter and a coil, to which a refrigeration system has been incorporated, have been used together with the necessary electronic system for the control and monitoring of the equipment. The results show that the equipment properly heats the ferromagnetic materials located inside by induction, periodically recording and representing the parameters that characterize it. In addition, the refrigeration system implemented for the coil minimizes the unwanted influence that its heating produces on the temperature of the heated material.