Dissertação

{en_GB=Competing for the vascularization axis: implications for vascular remodelling} {} EVALUATED

{pt=A angiogénese ou criação de novos vasos sanguíneos a partir de vasos existentes desempenha um papel crucial nos processos fisiológicos. Várias patologias são associadas com a sua desregulação e a compreensão dos mecanismos moleculares despoletados nas células endoteliais (EC) durante a angiogénese permanece uma área de ativa investigação. O fluxo sanguíneo e o fator de crescimento endotelial vascular (VEGF) possuem funções antagonistas e modulam a polaridade das EC na angiogénese da retina que crescem, respetivamente, para montante ou jusante. Franco (2016) propõe que o fluxo sanguíneo e VEGF modulam a direção de polarização através do complexo Par3/Par6/aPKC (Par). Foi fabricado e dimensionado um dispositivo microfluidico nas instalações de sala limpa do INESC-MN para testar esta hipótese. O dispositivo gera simultaneamente um gradiente de VEGF e um gradiente de tensão de corte que são estímulos antagonistas na polarização celular. A influência de tensão de corte e gradiente de VEGF nas EC foi simulado com recurso a código comercial de CFD. As velocidades médias de escoamento impostas na secção foram de 0.1 mm.s^(-1) até 20 mm.s^(-1). Para uma velocidade média da secção de 20 mm.s^(-1) a tensão de corte máxima encontrada foi 2.5 Pa e o tempo de estabelecimento de regime transiente para o gerador de gradiente de VEGF (GG) nos poros da membrana foi inferior a 4 s. O dispositivo foi fabricado com recurso a Soft Lithography e selagem mecânica. A medição das velocidades médias da secção e do perfil de concentração exibiram concordância com as simulações., en=Angiogenesis or the formation of new blood vessels from existing ones plays a key role in physiological processes. Many existing pathologies are associated with its deregulation and the comprehension of the molecular mechanisms triggered in endothelial cells (EC) during angiogenesis remains an open field of research. Blood flow and Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF) have antagonist functions and modulate the polarity machinery of EC in retina angiogenesis to grow inwards and outwards, in the direction of the flow respectively. Franco hypothesize that Blood Flow and VEGF compete to determine the axis of polarization through Par3/Par6/aPKC (Par) complex. A microfluidic device was modelled and fabricated at INESC-MN Cleanroom facilities to test this hypothesis. The device simultaneously generates a VEGF gradient and a shear stress gradient, to evaluate the response of competing stimulus in cell polarization. The influence of both shear stress and VEGF gradient on EC was simulated using a CFD commercial code. Averaged cross section velocities from 0.1 mm.s^(-1) to 20 mm/s were imposed to the flow. As example, for an average cross velocity, U, of 20 mm.s^(-1) the EC maximum shear stress for transient conditions was found to be 2,5 Pa and the transient regime establishment time in the VEGF gradient generator (GG) at the membrane pores was seen to be below 4 s. The PDMS microfluidic device was fabricated by soft lithography and mechanically sealed. The experimental results determination of average flow velocity and concentration profile exhibited concordance with simulated.}
{pt=Integração de Dispositivos Microfluídicos, Soft Lithography, Simulação Multi-Física, en=Microfluidic Devices, Soft Lithography, Multi-Physics Simulation}

Dezembro 4, 2017, 11:0

Publicação

Obra sujeita a Direitos de Autor

Orientação

ORIENTADOR

Vânia Cristina Henriques Silvério

INESC-Microsistemas e nanotecnologias, Lisboa

Investigador Auxiliar

ORIENTADOR

Susana Isabel Pinheiro Cardoso de Freitas

Departamento de Física (DF)

Professor Associado