Dispositivo miniaturizado para evaluar la propensión a la calcificación de implantes biohíbridos bajo flujo continuo

Área de la Ciencia:

• Ciencia de Biomateriales; Ingeniería Cardiovascular; Desarrollo de Dispositivos Médicos

Sus antecedentes:

• Los implantes biohíbridos prometen para el tratamiento de enfermedades cardiovasculares, pero enfrentan desafíos como la trombogénesis y la calcificación.; Los métodos de prueba actuales son costosos, requieren grandes volúmenes de muestra y carecen de relevancia fisiológica debido a condiciones estáticas.; La calcificación vascular está influenciada por las fuerzas de cizallamiento y mecánicas, que no se replican en los cultivos celulares estáticos tradicionales.

Objetivo del estudio:

• Diseñar y validar una cámara de flujo miniaturizada de doble canal para la visualización en tiempo real de la calcificación de implantes biohíbridos.; Crear una plataforma rentable y fisiológicamente relevante para probar materiales de implantes biohíbridos.; Investigar el proceso de calcificación en implantes biohíbridos bajo condiciones vasculares simuladas.

Principales métodos:

• Simulaciones de dinámica de fluidos computacional (CFD) para determinar las características de flujo óptimas para un estrés de cizallamiento homogéneo.; Velocimetría de seguimiento de partículas (PTV) para validar los niveles de estrés de cizallamiento simulados.; Monitorización en tiempo real de la calcificación mediante fetuína-A fluorescente en una novedosa cámara de flujo con pericardio bovino, uretano de policarbonato y andamios a base de fibrina.

Principales resultados:

• La cámara de flujo miniaturizada imitó con éxito el estrés de cizallamiento fisiológico, validado por CFD y PTV.; El pericardio bovino y el uretano de policarbonato mostraron niveles de calcificación similares en el nuevo dispositivo y en un probador de fatiga grande.; Los andamios de fibrina reforzados con textiles biohíbridos con células musculares lisas vasculares comenzaron a calcificarse en 7 días en la cámara de flujo.

Conclusiones:

• La cámara de flujo desarrollada proporciona una plataforma rentable y en tiempo real para estudiar la calcificación de implantes biohíbridos.; Esta tecnología ofrece nuevas perspectivas sobre los orígenes y la progresión de la calcificación patológica en implantes cardiovasculares.; La plataforma minimiza los requisitos de muestra y reactivos, facilitando la investigación sobre los efectos de la calcificación en la salud.