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https://www.innovacioneducativa.unam.mx:8443/jspui/handle/123456789/6964| Título : | Elaboración, diseño y programación de software de simulación para el mejoramiento de la enseñanza de Farmacología Experimental sin uso de animales de laboratorio para estudiantes de Farmacia. |
| Autor : | BALDERAS LOPEZ, JOSE LUIS |
| Fecha de publicación : | 2019 |
| Resumen : | Para la enseñanza de la Farmacología experimental se realizan prácticas para reforzar los conceptos revisados en la teoría y para desarrollar destrezas y habilidades en los estudiantes mediante los 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 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, una de estas alternativas es el uso de software de simulaciones de experimentos en los cuales el alumno pueda manipular un sinnúmero de variables y observar y analizar el efecto de dichas variables sobre la respuesta de un “animal virtual” generado por una serie de ecuaciones matemáticas. En esta propuesta se pretende desarrollar dos programas de simulaciones programado en Javascript, CSS y HTML5, para simular experimentos de 1) efecto de fármacos hipoglucemiantes y b) perfiles farmacocinéticos en animales simulados que contribuyan al aprendizaje de los alumnos sin el uso de animales de laboratorio. |
| URI : | http://132.248.161.133:8080/jspui/handle/123456789/6964 |
| metadata.dc.contributor.responsible: | BALDERAS LOPEZ, JOSE LUIS |
| metadata.dc.coverage.temporal: | 2019-2020 |
| metadata.dc.description.objective: | Desarrollar, diseñar e implementar dos programas de simulación de experimentos farmacológicos para su uso dentro de las prácticas que se desarrollan en los laboratorios de Farmacología 1 y Farmacología 2, que contribuirán a la reducción del uso en cantidad y número de reactivos y de animales de laboratorio; y proporcionarán a los alumnos una herramienta que les permita la repetición ilimitada de experimentos para mejorar su experiencia e incrementar los conocimientos adquiridos dentro de las prácticas. |
| metadata.dc.description.hypothesis: | Mediante el uso de programas de simulación de experimentos de Farmacología, programados ex profeso, es posible reducir el uso de animales (o inclusive eliminarlos) y reactivos en algunas prácticas de laboratorio sin el detrimento del proceso de enseñanza-aprendizaje, los conocimientos adquiridos y con las ventajas que implica el uso de las nuevas tecnologías. Asimismo, se implica un ahorro en recursos tanto materiales como económicos. |
| metadata.dc.description.strategies: | A. Software de simulación: Determinación del efecto hipoglucemiante en un sistema simulado. Actividades a realizar: 1. Investigación bibliográfica de información de los principales fármacos utilizados como agentes hipoglucemiantes y antihiperglucemiantes en terapéutica y en investigación en los que proporcionen información experimental que pueda incorporarse a la base de datos del software de simulación. 2. Exploración y diseño del algoritmo matemático y computacional para simular diferentes situaciones experimentales de la respuesta esperada para un fármaco en particular a diferentes dosis, incorporando un componente de variabilidad biológica para evitar los datos constantes y repetitivos. 3. Programación del software en Javascript, CSS y HTML5, y diseño de la interfaz gráfica. 4. Prueba del software de simulación en un grupo piloto de farmacología 2 de la Facultad de Química. 5. Realización de correcciones y depuración del software de acuerdo con las observaciones y propuestas obtenidas en las pruebas piloto. 6. Prueba del software de simulación en un grupo piloto 2 de farmacología 2 de la Facultad de Química. 7. Escritura del protocolo de la práctica de laboratorio de Farmacología 2 y sometimiento de la misma al colegio de profesores de Farmacología. 8. Implementación del práctica en el laboratorio. B. Software de simulación: Determinación del perfil farmacocinético en un sistema simulado. Actividades a realizar: 1. Investigación bibliográfica de información de los parámetros farmacocinéticos de algunos fármacos más utilizados en la terapeútica y en investigación, que proporcionen información experimental que pueda incorporarse a la base de datos del software de simulación. 2. Exploración y diseño del algoritmo computacional para simular diferentes situaciones experimentales de la respuesta esperada para un fármaco en particular a diferentes dosis y diferentes vías de administración, incorporando un componente de variabilidad biológica para evitar los datos constantes y repetitivos. 3. Programación del software en Javascript, CSS y HTML5, y diseño de la interfaz gráfica. 4. Prueba del software de simulación en un grupo piloto de farmacología 1 de la Facultad de Química. 5. Realización de correcciones y depuración del software de acuerdo con las observaciones y propuestas obtenidas en las pruebas piloto. 6. Prueba del software de simulación en un grupo piloto 2 de farmacología 1 de la Facultad de Química. 7. Escritura del protocolo de la práctica de laboratorio de Farmacología 1 y sometimiento de la misma al colegio de profesores de Farmacología. 8. Implementación del práctica en el laboratorio. C. Implementación de un Aula Virtual de Farmacología Actividades a realizar: 1. Instalación de un servidor web para el uso de los grupos de las asignaturas de Farmacología 1 (15 grupos) y Farmacología 2 (15 grupos). 2. Instalación y adaptación de la plataforma Moodle de enseñanza. Creando un curso para grupo presencial que se imparte en las asignaturas. 3. Creación de un aula virtual con los programas de simulación que se han creado, permitiendo el acceso a todos los alumnos inscritos en las asignaturas para que puedan realizar los experimentos bajo la supervisión de su profesor o en su propia casa como repaso, tarea o simplemente para reforzar lo aprendido. 4. Prueba del Aula Virtual con un grupo piloto de Farmacología 1 y un grupo piloto de Farmacología 2. 5. Implementación del Aula Virtual como una alternativa a las clases tradicionales o como un complemento a las mismas para mejorar la enseñanza de la Farmacología Experimental. |
| metadata.dc.description.selfAssessment: | El elaborar un programa o software de simulación que ejemplifique un experimento farmacológico que refleje en medida de los posible el comportamiento de los animales, inclusive con su variabilidad biológica, implican una serie de retos que se tienen que se tienen que ir superando como: 1. Establecer una ecuación o modelo matemático que refleje el comportamiento de los animales en el experimento, estas ecuaciones o modelos en la mayoría de las ocasiones no existen, por lo que el análisis de datos informados en la literatura juega un papel importante para posteriormente elaborar, por ensayo y error, muchas veces de una ecuación o ecuaciones que en conjunto explique el comportamiento. Esta parte del proyecto fue la más difícil, sobre todo porque la mayoría de los artículos de investigación no reportan datos crudos y entonces se tienen que asumir, extrapolar o predecir de acuerdo con los datos que se tienen, y en otros casos no queda más remedio que realizar los experimento que se quieren simular para obtener los datos para la elaboración de las ecuaciones. Asimismo, se deben establecer las relaciones entre las variables para que la cantidad de datos que tengan que ingresar los alumnos sean las mínimas como lo sería en un estudio in vivo. 2. Elegir un lenguaje de programación y escribir el código del programa, este paso suele ser muy laborioso más que su complejidad, porque no siempre el primer código escrito, refleja lo que deseamos. 3, Una parte muy importante es establecer la importancia y convencer a los profesores y a los alumnos de las bondades de estos programas de simulación para su aprendizaje dentro y fuera de los laboratorios. En el presente proyecto, vamos en el punto 3 y solo esperamos los comentarios de profesores y alumnos que implementaron estos programas,para poder corregirlos, aumentarlos y mejorarlos, de acuerdo a los intereses de los mismos. |
| metadata.dc.description.goalsAchieved: | PRIMER AÑO METAS CUALITATIVAS 1. Al momento se están probando los softwares de simulación programados en un grupo de 50 alumnos de la asignatura de Farmacología 1 y 30 de la asignatura de Farmacología 2, a los cuales se les ha promovido la importancia de contar con este tipo de programas que coadyuven al aprendizaje de la farmacología experimental. No solo en el objetivo de reducir costos de operación de los laboratorios por reactivos, equipo y animales de laboratorio, sino para el uso en periodos como el que estamos viviendo en el cual, el uso de las instalaciones de la Universidad no es posible. 2. Se espera, una vez que se aprueben los softwares para incorporarlos al programa de prácticas de los laboratorios de Farmacología 1 y 2, mejorar la enseñanza de dichas materias, ya que estos softwares permitirán al alumno explorar diversas variables en cada experimento, que no podría ser posible con el uso de animales. METAS CUANTITATIVAS 1. Se logró programar dos softwares de simulación: una simulación de efecto antidiabético y un simulador de perfiles farmacocinéticos. 2. Se elaboraron dos protocolos de prácticas de laboratorio que serán sometidos al grupo de profesores de farmacología para su incorporación a los manuales de prácticas tanto de Farmacología 1 como de Farmacología 2. 3. Estás dos softwares elaborados se unirán a dos previamente elaborados para enriquecer el programa de aula virtual de la enseñanza en Farmacología experimental de la Facultad de Química. 4. Con la implementación del software de efecto antidiabético, se espera un ahorro de al menos 360 ratas Wistar y de al menos 90 paquetes de tiras reactivas de determinación de glucosa al año, que representa un ahorro monetario de aproximadamente de $ 90,000.00 pesos al año. 5. Con la implementación del software de perfiles farmacocinéticos, se espera un ahorro sustancial de agua y de colorante Rojo Congo (al menos 5 g por año), el cual es tóxico al ser humano y al ambiente, y a la vez es uno de los pocos colorantes que tienen buen comportamiento en el modelo de Glassman. |
| metadata.dcterms.provenance: | Fac. 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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