Computational Models for Creating Homogeneous Magnetic Field Generation Systems
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Instituto Tecnológico Metropolitano (ITM)
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It is increasingly common to use magnetic fields at the cellular level to assess their interaction with biological tissues. The stimulation is usually done with Helmholtz coils which generate a uniform magnetic field in the center of the system. However, assessing cellular behavior with different magnetic field characteristics can be a long and expensive process. For this, it can be used computational models to previously estimate the cellular behavior due to variety of field characteristics prior to in-vitro stimulation in a laboratory. In this paper, we present a methodology for the development of three computational models of homogeneous magnetic field generation systems for possible application in cell stimulation. The models were developed in the Ansys Workbench environment and it was evaluated the magnetic flux density behavior at different configurations. The results were validated with theoretical calculations from the Biot-Savart law. Validated models will be coupled to Ansys APDL environment in order to assess the harmonic response of the system.
Cada vez es más común el uso de campos magnéticos a nivel celular para evaluar su interacción con los tejidos biológicos. La estimulación se hace generalmente con bobinas Helmholtz que generan un campo magnético uniforme en el centro del sistema. Sin embargo, evaluar el comportamiento celular con diferentes características del campo magnético puede ser un proceso largo y costoso. Para esto, se pueden utilizar modelos computacionales para estimar previamente el comportamiento celular debido a la variedad de características de campo antes de la estimulación in vitro en un laboratorio. En este artículo se presenta una metodología para el desarrollo de tres modelos computacionales de sistemas de generación de campos magnéticos homogéneos para su posible aplicación en la estimulación de células. Los modelos fueron desarrollados en el entorno de ANSYS Workbench y se evaluó el comportamiento de la densidad de campo magnético en diferentes configuraciones. Los resultados fueron validados con los cálculos teóricos a partir de la ley de Biot-Savart. Los modelos validados serán acoplados al ambiente Ansys APDL con el fin de evaluar la respuesta del sistema en estado armónico.
Cada vez es más común el uso de campos magnéticos a nivel celular para evaluar su interacción con los tejidos biológicos. La estimulación se hace generalmente con bobinas Helmholtz que generan un campo magnético uniforme en el centro del sistema. Sin embargo, evaluar el comportamiento celular con diferentes características del campo magnético puede ser un proceso largo y costoso. Para esto, se pueden utilizar modelos computacionales para estimar previamente el comportamiento celular debido a la variedad de características de campo antes de la estimulación in vitro en un laboratorio. En este artículo se presenta una metodología para el desarrollo de tres modelos computacionales de sistemas de generación de campos magnéticos homogéneos para su posible aplicación en la estimulación de células. Los modelos fueron desarrollados en el entorno de ANSYS Workbench y se evaluó el comportamiento de la densidad de campo magnético en diferentes configuraciones. Los resultados fueron validados con los cálculos teóricos a partir de la ley de Biot-Savart. Los modelos validados serán acoplados al ambiente Ansys APDL con el fin de evaluar la respuesta del sistema en estado armónico.