TAZ-PFC-2014-096

Desarrollo de protocolo de confinamiento de hidrogeles para cultivos celulares 3D en sistemas microfluídicos

Moreno Mínguez, Marco
Ayuso Domínguez, José María (dir.)

Fernández Ledesma, Luis J. (ponente)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2014
Departamento de Ingeniería Mecánica, Área de Mec. de Medios Contínuos y Teor. de Estructuras

Ingeniero Técnico Industrial (Esp. Química Industrial)

Resumen: Este proyecto fin de carrera forma parte de un proyecto muy amplio cuyo objetivo final el desarrollo de un sistema microfluídico para el cultivo celular en entorno tridimensional (3D). En la investigación biomédica el cultivo celular convencional tiene lugar en placas de plástico, llamadas placas Petri. Los sistemas microfluídicos suponen una mejora importante con respecto a estas placas Petri, ya que, en primer lugar, permiten una reducción drástica de los reactivos empleados. Por otro lado, estos sistemas microfluídicos permiten recrear con mayor acierto las condiciones fisiológicas que se dan en los tejidos biológicos. El objetivo concreto para este proyecto es la generación de un cultivo celular 3D sometido a un gradiente de concentración de nutrientes y oxígeno. En los tejidos biológicos dichas condiciones se dan con frecuencia durante el desarrollo tumoral. Mediante fotolitografía se fabricarán chips microfluídicos destinados al cultivo celular 3D. Estos chips microfluídicos poseen una microcámara central dónde se alojarán las células, que estarán embedidas en un hidrogel 3D de colágeno. Por los laterales de esta microcámara central se encuentran dos microcanales laterales, quedando separados de la microcámara por una serie de pilares. A través de estos laterales se podrá hacer fluir el medio de cultivo que se desee. Para generar el gradiente de oxígeno y nutrientes se pretende bloquear un microcanal, mientras que por el otro se perfundirá continuamente medio de cultivo nuevo. De este modo, las células al consumir oxígeno y nutrientes generarán un gradiente de los mismos en la microcámara central. Sin embargo, para lograr las condiciones antes mencionadas debe garantizarse que el hidrogel queda confinado en la microcámara central y que no invade los microcanales laterales, ya que bloquearía el paso del medio de cultivo. Una vez desarrollado un protocolo de confinamiento eficaz, se pasó a comprobar la biocompatibilidad del chip microfluídico y determinar las condiciones óptimas de cultivo. Finalmente, se llevaron a cabo ensayos de cultivo celular 3D bajo un gradiente de oxígeno y nutrientes.