[en] Electroporation is a branch of electrochemistry and electrobiology. These subjects are focused on the study of the effects of electricity in materials or biological tissues. Specifically, the electroporation is a phenomenon based on the change in the permeability of the cell membrane by applying an electric field. In the last years, electroporation has been applied in a wide number of areas, with medicine and food processing being the most relevant ones. In the medical area, electroporation has been applied to many fields from drug-based therapies to tumor ablation. However, electroporation still needs to be improved to extend and standardize its use. There are important reasons to develop electroporation medical applications. Specifically, it has great advantages in the field of electrosurgery applied to tumor treatments electroporation. Electroporation allows treating tissues with high blood perfusion, and it does not produce thermal damage. Also, this technique does not destroy blood vessels structures, what allows to preserve more healthy tissue. It is also important to note that electroporation is compatible with many of the current tumor treatments, enhancing their effects and focusing their action. The main purpose of this research is to deepen the analysis of electroporation in order to propose new tools to carry out electroporation treatments in a safer, more controlled, and more effective way. This dissertation has been split in 4 parts focused on a common topic, the enhancement of electroporation medical applications. To achieve this aim, two different goals have been proposed, first increase the volumes treated, and second enhanced the control and the homogeneity of the electroporation procedures. In Part I, the electroporation phenomena is presented focusing on medical applications. Part II presents and describes the results and conclusions obtained from the experimentation carried out to increase the volumes treated. In Part III, the different methods proposed and the technological developments carried out to improve the medical applications of electroporation are presented. Finally, Part IV a detailed discussion will be provided to present the main advantages and disadvantages of the proposed approaches and its implementation.

[es] La electroporación es una rama de la electroquímica y la electrobiología. Estas ciencias se centran en el estudio de los efectos de la electricidad en materiales o tejidos biológicos. En concreto, la electroporación es un fenómeno basado en el cambio de la permeabilidad de la membrana celular mediante la aplicación de un campo eléctrico. En los últimos años, la electroporación se ha aplicado en un amplio número de áreas, siendo la medicina y el procesamiento de alimentos las más relevantes. En el ámbito médico, la electroporación se ha aplicado a muchos campos, desde las terapias basadas en fármacos hasta la ablación de tumores. Sin embargo, la electroporación aún necesita avanzar para extender y estandarizar su uso. Existen importantes razones para desarrollar las aplicaciones médicas de la electroporación, en concreto, tiene grandes ventajas en el campo de la electrocirugía aplicada a los tratamientos tumorales de la electroporación. La electroporación permite tratar tejidos con alta perfusión sanguínea, y no produce daños térmicos. Además, esta técnica no destruye las estructuras de los vasos sanguíneos, lo que permite conservar más tejido sano. También es importante destacar que la electroporación es compatible con muchos de los tratamientos tumorales actuales, potenciando sus efectos y focalizando su acción. El objetivo principal de esta investigación es profundizar en el análisis de la electroporación con el fin de proponer nuevas herramientas para llevar a cabo tratamientos de electroporación de forma más segura, controlada y eficaz. Esta tesis se ha dividido en 4 partes centradas en un tema común, la mejora de las aplicaciones médicas de la electroporación. Para lograr este objetivo, se han propuesto dos metas diferentes, primero aumentar los volúmenes tratados, y segundo mejorar el control y la homogeneidad de los procedimientos de electroporación. En la Parte I, se presenta el fenómeno de la electroporación centrándose en las aplicaciones médicas. En la parte II se presentan y describen los resultados y conclusiones obtenidos de la experimentación realizada para aumentar los volúmenes tratados. En la parte III, se presentan los diferentes métodos propuestos y los desarrollos tecnológicos realizados para mejorar las aplicaciones médicas de la electroporación. Por último, en la parte IV se ofrece una discusión detallada para presentar las principales ventajas e inconvenientes de los enfoques propuestos y su aplicación.