Diseño y optimización de sensores de estrés auto-funcionalizantes in situ

Área de la Ciencia:

• Biofísica
• Ciencia de Biomateriales
• Ingeniería de Tejidos

Sus antecedentes:

• La medición del estrés mecánico in vivo es vital para comprender los procesos biológicos.
• Las técnicas actuales para medir fuerzas mecánicas in vivo a menudo son destructivas o requieren configuraciones complejas.
• Existe la necesidad de métodos no invasivos para sondear señales mecánicas dentro de los tejidos vivos.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar nuevos sensores de estrés biocompatibles para mediciones mecánicas in vivo.
• Diseñar sensores auto-funcionalizantes basados en emulsiones invertidas capaces de perturbación local.
• Optimizar el diseño del sensor equilibrando la deformabilidad y la funcionalización/liberación de fármacos.

Principales métodos:

• Síntesis de emulsiones invertidas biocompatibles como sensores de estrés.
• Ingeniería de las propiedades de la emulsión para baja tensión superficial (deformabilidad) e inestabilidad controlada (funcionalización/liberación).
• Prueba del rendimiento del sensor en geles de agarosa, organoides cerebrales y embriones de zebrafish.

Principales resultados:

• Los sensores de emulsión invertida desarrollados se deforman en respuesta al estrés mecánico dentro de los tejidos.
• Los sensores demuestran capacidades de auto-funcionalización.
• Se logró la liberación local exitosa de moléculas encapsuladas.
• Validación de prueba de concepto en sistemas biológicos complejos, incluidos organoides y embriones.

Conclusiones:

• Nuevos sensores basados en emulsiones invertidas permiten mediciones no invasivas del estrés mecánico in vivo.
• Estos sensores facilitan la entrega química local dirigida dentro de los tejidos vivos.
• La tecnología ofrece una plataforma versátil para superar los desafíos actuales de medición biofísica.