{pt=Microfluidic device application in biomedical research: local and spatial microenvironment control} {} EVALUATED

Detalhes: {pt=A doença de Parkinson consiste numa desordem neurodegenerativa progressiva caracterizada pela morte dos neurónios dopaminérgicos da substancia nigra. O papel da alfa-sinucleína secretada por estes neurónios, quando ainda viáveis, na activação directa da microglia e na progressão da doença de Parkinson não foi ainda estudado em pormenor. Este trabalho envolveu a fabricação de um sistema microfluidico com características que permitiram inserir e manter células neuronais (SH-SY5Y) e microgliais (N9) em microcâmaras separadas e monitorizar o seu estado em tempo real. No futuro este dispositivo será capaz de controlar a comunicação molecular entre as duas populações celulares. Todo a estrutura microfluidica foi fabricada numa sala limpa classe 100 e consistiu no desenho e produção de uma mascara física através de técnicas de fotolitografia, na fabricação de um molde de SU-8 e na respectiva replicação em poli(dimetilssiloxano) posteriormente selada com um substrato de vidro. A estrutura final foi coberta com fibronectina para melhorar a adesão celular. Características relevantes do dispositivo, tais como: (i) o perfil de velocidade dos fluidos; (ii) a tensão hidrodinâmica; e (iii) o percurso das células, foram simuladas no COMSOL e verificadas experimentalmente. As condições de fluxo foram optimizadas de modo a evitar a depleção de nutrientes do meio de cultura e a danificação celular. Esta abordagem permitiu seguir o comportamento de duas populações de células distintas em tempo real e num microambiente químico e físico controlado com precisão. , en=Parkinson's disease is a progressive neurodegenerative disorder characterized by the death of dopaminergic neurons in the substantia nigra. The relevance of actively secreted alpha-synuclein from still viable neurons in direct microglial activation and Parkinson's disease progression has not yet been studied in detail. This work involved the fabrication of a microfluidic network with capabilities to insert and to maintain neuronal and glial cells in separate microchambers and to monitor the cells state in real time. In the future this device will be able to control molecular communication between the two cell populations. The fabrication of the entire microfluidic system was performed in a class 100 cleanroom and consisted in the design and fabrication of a mask using photolithography techniques, fabrication of a SU-8 mold and its replication to a PDMS microfluidic structure sealed to a glass substrate. The microfluidic device was coated with fibronectin to improve cell adhesion. The relevant features of the system, such as: (i) fluid velocity profiles; (ii) hydrodynamic shear stress; and (iii) cells tracing were simulated on COMSOL and confirmed experimentally. The flow rate conditions were optimized in order to avoid nutrient depletion in the culture medium and cell damage. This approach allowed the follow-up of two distinct cell populations behaviour in real time and in precisely controlled physical and chemical cellular microenvironments. }

Discussão: maio 23, 2011, 17:0

Orientação

AUTOR

Paula Soares Martins Antunes (ist164407)

CO-ORIENTADOR

Tiago Fleming Outeiro

Instituto de Medicina Molecular - Faculdade de Medicina da Universidade de LIsboa

Professor Catedratico

ORIENTADOR

João Pedro Estrela Rodrigues Conde

Departamento de Engenharia Química e Biológica (DEQB)

Professor Catedratico