Estudi i disseny d'un bioreactor amb scaffolds construits amb 3D printing

Abstract

L’estimulació mecànica és un dels factors que influeix en la proliferació i diferenciació en el procés de regeneració de teixits en scaffolds tridimensionals. Disposar de coneixement dels esforços i patrons del flux a l’interior d’aquestes estructures és essencial per tal d’optimitzar el disseny de bioreactors en les estratègies de l’enginyeria de teixits. No obstant, a causa de la complexitat de les estructures internes dels scaffolds, l’estimació analítica de les tensions de cisalla o la caracterització del camp hidrodinàmic és impràctic sinó impossible. Tanmateix manca un coneixement important en les físiques de transport d’analits i la dinàmica de reaccions a l’interior dels scaffolds ja que no hi ha muntatges experimentals capaços de monitoritzar aquest valors. Així doncs, l’estratègia per enfocar aquests problemes és per mitjà de mètodes computacionals. L’objectiu d’aquest treball, és doncs, un estudi computacional per quantificar els esforços de cisalla i caracteritzar el transport en cultius cel·lulars en bioreactors amb scaffolds. Aquest estudi proveeix d’informació detallada sobre l’estimulació mecànica així com la caracterització del transport i la dinàmica de reaccions entre cèl·lules i el medi a l’interior d’scaffolds fabricats amb 3D Printing per diferents morfologies i protocols experimentals per mitjà de models computacionals. El present treball proveeix d’una eina útil per l’optimització de bioreactors i el disseny d’scaffolds.