Con el advenimiento de nuevas estrategias terapéuticas existe hoy en día una marcada tendencia hacia el uso de modelos matemáticos como soporte a la optimización de dosis, las predicciones de la evolución de la patología en el corto y mediano plazo, el análisis y comprensión de las mismas para distintos escenarios, entre otros aspectos. Frente a esta realidad, resulta crucial realizar una caracterización de los modelos que las representan, analizando aspectos como su identificabilidad, observabilidad y controlabilidad a los fines del diseño de estrategias de identificación, estimación y control pertinentes. Siguiendo este paradigma, en la presente tesis se propone, por un lado, (i) el diseño de estrategias de control con garantías de convergencia asintótica a objetivos terapéuticos (específicos) para la diabetes tipo 1 y, por otro, (ii) la caracterización de modelos para infecciones agudas, incluyendo el efecto del tratamiento con antivirales.