Desarrollo de un sensor flexible compatible con sistemas de microfluídica para medir esfuerzos cortantes en plataformas para cultivo celular in vitro

Las industrias farmacéutica y biotecnológica emplean modelos de relevancia fisiológica para evaluar la toxicidad y predecir el comportamiento de fármacos o de terapias biológicas sobre células y tejidos. Dentro de estos modelos, el cultivo de células en microambientes estáticos representa la opción con menos dilemas éticos y con mejor caracterización y controlabilidad bioquímica y molecular. Sin embargo, se necesita que estas células modelo se comporten como las reales. Para ello se requiere la cuantificación y control extracelular de las condiciones dinámicas, i.e. esfuerzos cortantes, tracción y elongación. Lamentablemente esto es retador y costoso para el caso de los esfuerzos cortantes. Para ello se diseñará un sensor flexible usando como base las estructuras monolíticas empleando un material polimérico compatible con manufactura aditiva por extrusión triaxial. Se optimizará el diseño inicial usando topología computacional en un software de simulación mediante elementos finitos y ecuaciones matemáticas propuestas por el grupo de investigación. Se verificará que el sensor flexible cuantifique correctamente el esfuerzo cortante al ser integrado a un sistema de microfluídica estándar de región transversal rectangular al cual se le aplicará bajo flujo (0.1 - 0.5 mL/min) y se medirá la flexión y desplazamiento de este mediante procesamiento de imágenes. Para validar el funcionamiento del sistema integral, se realizarán pruebas del sistema de microfluídica con el biosensor en células cultivadas bidimensionalmente para observar las modificaciones generadas por el flujo. Así, el desarrollo de este sensor abrirá el camino para el desarrollo de sistemas dinámicos de cultivo celular en el país para aprovechar las ventajas competitivas de nuestra diversidad biológica.