ES2245859B2 - Sistema portatil de polimerizacion flexible termorregulado. - Google Patents

Abstract

Sistema portátil de polimerización flexible termorregulado. Consistente en un habitáculo en el cual encaja un molde y que deja las celdillas de este molde debajo de un diodo ultravioleta, sobre el que se encuentra una célula de Peltier, todo ello formando parte de un sistema electrónico que regula la temperatura del habitáculo mediante el trasporte de la energía térmica a través de un disipador de cobre hasta el flujo de aire generado por un ventilador, permitiendo con este sencillo método una polimerización óptima para los enclaustrantes, reduciendo peso, volumen y gasto energético, además de que por su sencillez puede actuar en rangos y fluidos diversos. Todo ello realizado en los materiales adecuados que favorezcan el enclaustramiento de cada enclaustrante en concreto.

Description

Sistema portátil de polimerización flexible termorregulado.

Objeto de la invención

La presente invención se refiere a un sistema portátil de polimerización del enclaustrante para la preparación y preservación de muestras biológicas que posteriormente van a ser microtomizadas y térmicamente regulado. El sistema ha sido concebido y realizado que la polimerización del enclaustratrante se realice mediante activación por una fuente de luz ultravioleta, por termorregulación activa o por aumento de temperatura.

El sistema está previsto para que reciba el molde con el enclaustrante y quede lo más ajustado al sistema, dejando las muestras lo más expuestas posible a la fuente de radiación ultravioleta de forma homogénea para el caso de que sea ésta la vía de polimerización. Para ello, el sistema cuenta con cuatro partes bien diferenciadas que encajan entre sí formando un habitáculo en el cual al introducir el molde se cierra quedando las fuentes de radiación ultravioleta justo a la altura de las celdillas del molde, sin posibilidad de recibir ningún otro tipo de radiación de forma directa y permitiendo la máxima absorción del enclaustrante sin que la muestra sufra variaciones térmicas indeseadas.

Antecedentes de la invención

Se conocen varios sistemas y dispositivos para realizar polimerizaciones flexibles termorreguladas para enclaustramientos, que permiten que el enclaustrante penetre en la muestra y solidifique creando un bloque sólido.

En tal sentido pueden citarse dispositivos basados en tubos catódicos de ultravioleta cercano que recubren un habitáculo e iluminan por completo el molde con sus radiaciones, los cuales se encierran en habitáculos de forma hermética y con paredes antirradiación, excepto por una salida de aire en forma de "Z" que permite la ventilación del sistema evitando que suba la temperatura en exceso y sin apenas fugas de radiación.

Este sistema presenta diversos inconvenientes, tales como las altas temperaturas generadas en el molde, la variabilidad de las condiciones de refrigeración en función de las condiciones del aire exterior, la degradación de la muestra por la energía radiante dado su amplio espectro de radiación, su elevado consumo, peso y tamaño. Es por ello que este tipo de sistemas de polimerización flexible sólo se usa con muestras muy resistentes a las radiaciones y en las cuales sólo nos interesa la polimerización.

Igualmente, se conocen otros sistemas basados en una cámara estanca en la cual se recrean las condiciones óptimas para la solidificación y el enclaustramiento de la muestra; así pues, cuenta con sistemas de radiación con filtros monocromáticos con prismas de cuarzo, permitiendo la selección de las longitudes de onda útiles para la polimerización y desechando el resto, sistemas de refrigeración para estabilizar la temperatura y pantallas que absorben el exceso de radiación de forma que ésta es homogénea. Estos sistemas tan complejos también presentan muchos inconvenientes, no por el tipo de enclaustrante o las muestras, en las que se pueden usar sino porque requieren grandes y complejas instalaciones y, además de necesitar una gran inversión y mantenimiento, suponen un sistema poco funcional al tratar de rectificar todos los defectos de la fuente de radiación.

Descripción de la invención

El sistema de la invención presenta dos nuevas estrategia a la hora de polimerizar enclaustrantes en vez de tener una fuente de ultravioleta y reducir el espectro a las longitudes de onda que nos interesan para la polimerización, teniendo un exceso de energía en el sistema y una generación descontrolada, se ha reducido al mínimo estas variables pero sin que aumente excesivamente la complejidad del sistema. Para ello, utilizaremos semiconductores enriquecidos con partículas cuya combinación dé el espectro ultravioleta deseado. Esta radiación es reconducida mediante una lente de polímero, que a su vez aísla el semiconductor y filtra la emisión. También en vez de tener una potencia sin límite o controlar todas las variables que pudieran intervenir en el proceso, se ha reducido al mínimo estas variables pero sin que aumente excesivamente la complejidad del sistema. Para ello nos aprovechamos de las propiedades termoeléctricas de las láminas semiconductoras y conductoras al ser atravesadas por una corriente eléctrica. Así pues, una de las caras se calienta y la otra se enfría en función y sentido del voltaje, pudiéndose invertir las propiedades invirtiendo este. Así pues, colocaremos pequeñas láminas de conductor-semiconductor distribuidas de forma homogénea y montadas de forma independiente para que cada una se autorregule en función de las características térmicas de su posición, dada la memoria molecular que posee este tipo de láminas en su semiconductor dopado.

Para asegurarnos una respuesta lo más activa posible, uniremos estas láminas a un disipador de cobre mediante un gel de plata y aumentaremos el flujo de aire del disipador mediante un ventilador con doble rodamiento, de forma que las necesidades de disipar o absorber calor por parte de las láminas se vea resuelto de forma inmediata, y todo ello tangencialmente al plano del molde para evitar retroalimentación, y el cual se sujetará al sistema mediante dos salientes longitudinales.

Además hemos ideado un habitáculo que encierra un molde dentro de él dejándolo casi aislado de otras radiaciones, y que presenta tantas fuentes de radiación ultravioleta como celdillas tiene el molde, también se ha previsto que la tapadera del habitáculo cuente con un sistema electrónico que controle el la corriente que pase por las láminas y la regule en función de un sensor térmico instalado en la base del habitáculo. También se encargará de regular los posibles ciclos de polimerización óptimos en función de lo programado por el usuario si procede.

Así pues, en vez de corregir el habitáculo en función de los fallos de la fuente de radiación ultravioleta, rediseñamos la fuente de radiación ultravioleta a nuestras necesidades en función de los enclaustrantes utilizados y el tipo de muestra, y se optimizan las condiciones de polimerización del enclaustrante sin concederle una potencia innecesaria a las resistencias, ni al sistema de refrigeración, uniendo ambos y reduciendo el número de piezas móviles a una, mejorando la eficacia y la sencillez del sistema.

Así pues, pasamos de modelos mecánicos a modelos electrónicos, lo cual nos permite una repuesta inmediata, un pequeño tamaño, un reducido consumo y un bajo coste.

Y como resultado de las múltiples mejoras que presenta el sistema también se pueden, presentar aplicaciones puntuales como la eliminación de una o varias de las piezas para reducir costes- he incluso la sustitución de la laminas semiconductoras- conductoras por una resistencia plana en el caso de que no se fuera a utilizar la estas con función refrigerante.

Breve descripción de los dibujos

Para completar la descripción que seguidamente se va a realizar y con el objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, se acompaña a la presente memoria descriptiva de un juego de planos. A partir de sus figuras se comprenderán más fácilmente las innovaciones y ventajas del dispositivo objeto de la invención.

En dichos dibujos la figura 1 vista del Sistema portátil de polimerización flexible termorregulado; la figura 2 es una vista completa del Sistema portátil de polimerización flexible termorregulado con un molde (8) insertado, y la figura 3 es el esquema de las diferentes partes que componen la invención, como el conector (6), las láminas termoeléctricas (3), el disipador (2), el ventilador (1), el sistema electrónico (5), el receptáculo (7) y la placa de fuentes de radiación ultravioleta (4) y la posición relativa de todos ellos.

Descripción de una forma de realización preferida

A la vista de las figuras puede observarse cómo el dispositivo se constituye mediante siete piezas (números 1, 2, 3, 4, 5, 6 y 7) que al acoplarse entre sí las número (1), (3), (4), (5) y (6) dan lugar a la parte eléctrica que controla la radiación y la la temperatura. Las piezas (2) y (7) se unen para crear el habitáculo, que es la parte encargada de contener todas las piezas del sistema y acoplarse al molde, el cual queda sujeto por dos salientes longitudinales que se encuentran en la pieza (7), y que al acoplarse deja las celdillas de enclaustrante justo debajo del LED ultravioleta.

En la actualidad existen muy diferentes materiales con los que realizar la parte pasiva del sistema y múltiples circuitos electrónicos que podríamos utilizar en la parte eléctrica. No obstante, el factor más claramente delimitante es el de los semiconductores, por simple economía elegiremos materiales y técnicas generalizadas. Así pues, utilizaremos como fuente de radiación LED de alta eficiencia lumínica, dentro del espectro cercano al visible, como por ejemplo los realizados en Galio y Nitrógeno, eligiendo según los casos el LED más adecuado para nuestras necesidades, para las láminas las obtendremos en su forma ya comercializada en forma de cubos, como parte activa de las llamadas "células de Peltier" compuesta por ejemplo de Telururo de Bismuto altamente dopado creando un exceso tipo "N", para la parte pasiva elegiremos el policloruro de vinilo de alta densidad como para la base del cubículo. Para el disipador usaremos un disipador de los utilizados en informática, como los que se comercializan de cobre, dada su alta constante térmica y bajo precio. El ventilador puede ser cualquiera, pero los resultados mejoran notoriamente si éste tiene dos cojinetes, como los que se comercializan bajo la especificación "double Ball Bearing" para refrigerar la CPU de un PC y para la parte electrónica usaremos un circuito de termostato estándar que incluya un reloj, dos interruptores de 12V, un sensor LED térmico, un programador, una pantalla y controles externos por pulsador, todo ello alimentado a 12V, como los que podemos comprar en cualquier supermercado para programar el encendido y apagado de aparatos de aire acondicionado. El conector será cualquiera de los estándar de 12V que se utilizan hoy en día en los transformadores de cualquier aparato que funcione a 12V, tales como altavoces de PC.

Así pues, para obtener una inclusión térmicamente polimerizada en resinas poli(metacrilato de metilo), tan sólo tendríamos que depositar la muestra de estudio en una de las celdillas del molde, rellenarla de poli(metacrilato de metilo) con una concentración de resina de 2 volúmenes de resina por uno de alcohol al 100% y otro de agua durante una hora a -20ºC. Después se deposita en otro cubículo y se rellena de resina con una concentración de 3 volúmenes de resina por uno de alcohol al 100% durante 1 hora a -30ºC. Tras esto, se vuelve a sacar de la celdilla y se introduce en otro vacío, y esta vez se rellena con resina pura durante 8 horas a -40ºC; tras lo cual repetimos este paso, y por ultimo, durante 72 horas bajo ultravioleta cercano a -75ºC en una atmósfera libre de oxígeno, tras lo cual la resina se habrá polimerizado creando el bloque de inclusión, y al sacar el molde, dentro de las celdilla podremos hallar los bloques.

Serán independientes del objeto de la invención los materiales empleados en la fabricación de los componentes del sistema portátil de polimerización flexible termorregulado, formas y dimensiones de los mismos y todos los detalles accesorios que puedan presentarse, siempre y cuando no afecten a su esencialidad.

Claims (6)

1. Sistema portátil de polimerización flexible termorregulado de enclaustrantes para muestras biológicas caracterizado por comprender siete piezas (1), (2), (3), (4), (5), (6) y (7) acoplables entre sí creando el sistema, creando un habitáculo el cual regula su temperatura mediante las piezas (1), (2) y (3), en función de lo programado en la pieza (5), y polimeriza el enclaustrante por radiación ultravioleta a través de la pieza (4) alimentado todos por la pieza (6) y contenido en la pieza (7).

2. Sistema portátil de polimerización flexible termorregulado de enclaustrantes para muestras biológicas de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado por usar semiconductores para suplir las piezas activas del sistema (3) y (4).

3. Sistema portátil de polimerización flexible termorregulado que caracteriza el proceso de polimerización de enclaustrantes mediante semiconductores en el uso de la caja y el sistema anteriormente reivindicados.

4. Sistema portátil de polimerización flexible de enclaustrantes para muestras biológicas caracterizado por comprender cuatro piezas (4), (5), (6) y (7) acoplables entre sí creando el sistema, formando un habitáculo que conserva su temperatura en función de lo programado en la pieza (5), por radiación ultravioleta del enclaustrante a través de la pieza (4) alimentados ambos por la pieza (6) y contenido en la pieza (7).

5. Sistema portátil de polimerización por termorregulación activa de enclaustrantes para muestras biológicas caracterizado por comprender seis piezas (1), (2), (3), (5), (6) y (7) acoplables entre sí creando el sistema, creando un habitáculo que conserva su temperatura en función de lo programado en la pieza (5).

6. Sistema portátil de polimerización por aumento de temperatura de enclaustrantes para muestras biológicas caracterizado por comprender cinco piezas, una resistencia, un aislante térmico, (5), (6) y (7) acoplables entre sí creando el sistema, creando un habitáculo que conserva su temperatura en función de lo programado en la pieza (5).