Efecto del estrés de cizallamiento hidrodinámico en el destino de las células de algas en la bioimpresión de...

Área de la Ciencia:

• Biotecnología
• Ingeniería de Biomateriales
• Ingeniería celular

Sus antecedentes:

• La bioimpresión 3D de organismos fotosintéticos acuáticos ofrece un potencial en el biosensing, el tratamiento de aguas residuales y la producción de biocombustibles.
• La inmovilización de algas en matrices bioimpresas es factible, pero los umbrales de estrés de corte hidrodinámico que afectan la funcionalidad y la viabilidad celular siguen siendo poco estudiados.

Objetivo del estudio:

• Investigar los efectos del estrés de corte hidrodinámico en la funcionalidad y la viabilidad de las células de Chlamydomonas reinhardtii durante la bioimpresión en 3D.
• Establecer una correlación entre los niveles de tensión de corte durante la bioimpresión y el destino celular posterior.

Principales métodos:

• Desarrollo de modelos computacionales de dinámica de fluidos (CFD) basados en las ecuaciones de Navier-Stokes para predecir la tensión de corte durante la extrusión.
• Realización de experimentos de cultivo celular paralelo para evaluar la funcionalidad de las células de algas, las tasas de crecimiento y la viabilidad dentro de las construcciones bioimpresas.

Principales resultados:

• La función celular de las algas es más sensible al estrés de corte que la viabilidad celular.
• Se observaron alteraciones funcionales a tensiones de corte máximas de alrededor de 5 kPa, sin impacto en la viabilidad.
• Se produjeron disminuciones significativas e irreversibles tanto en la funcionalidad como en la viabilidad más allá de 14 kPa.

Conclusiones:

• La viabilidad y la función celular en la bioimpresión 3D están significativamente influenciadas por los parámetros del proceso, particularmente el estrés de corte.
• La evaluación de la viabilidad y la función después de la bioimpresión es crucial, ya que las deficiencias funcionales pueden preceder a la pérdida de viabilidad.
• La optimización de los parámetros de bioimpresión para minimizar el estrés de corte es esencial para mantener el rendimiento de las células de algas en aplicaciones biotecnológicas.