Desarrollo de canales de microfluídica para estudio de crecimiento celular y análisis de flujo en medios porosos

Abstract

Durante este trabajo de tesis se han desarrollado exitosamente dispositivos de microfluídica, los cuales fueron aplicados en el cultivo de células tanto adherentes como en suspensión y en el análisis de flujo en medios porosos tal como se planteó en el objetivo general del plan de trabajo. Se ha desarrollado un nuevo método de fabricación de dispositivos de microfluídica que hace posible la fabricación de microdispositivos en el país (y en otros países en desarrollo), sin la necesidad de acceso a cuarto limpio (cleanroom), lo cual hará posible la masificación de la microfluídica. Se realizaron más de 30 diferentes diseños de dispositivos. Se han evaluado distintos moldes para replicar el diseño de los microcanales y se ha investigado la capacidad del fotopolímero utilizado para la elaboración de moldes en profundidad a partir de los cuales se obtiene la red de microcanales en relieve mediante resina epóxica. A partir de esta resina se han obtenido réplicas en polidimetilsiloxano (PDMS) para ensamblar los dispositivos de microfluídica. Esta capacidad para transferir el diseño desde la resina epóxica hacia el PDMS fue comprobada mediante la producción de microgotas. Estos dispositivos han sido utilizados para monitorear el crecimiento celular mediante la adquisición de imágenes para evaluar su desarrollo a través de análisis de imágenes. En cuanto a las células adherentes de mamífero se evidenció la factibilidad para producir anticuerpos monoclonales, mientras que las células en suspensión se usaron para comprobar el mecanismo de captura mediante dispositivos multinivel. Por otro lado, se desarrollo una nueva aplicación de los dispositivos de microfluídica, para evaluar el envejecimiento de nanoesferas. Se aplicaron los microdispositivos para cuantificar la variación de tamaño de nanomateriales como las esferas poliméricas utilizadas para la recuperación mejorada de petróleo. Finalmente, los dispositivos permitieron determinar los volúmenes porales necesarios para empujar el petróleo en una geometría que simula las gargantas porales y zonas de baja permeabilidad que se encuentra en los reservorios de petróleo. La escritura de esta tesis se organiza mostrando los resultados de acuerdo con lo propuesto en los objetivos generales y específicos. Primero se muestra el desarrollo de la nueva metodología de fabricación de microdispositivos, en concordancia con lo propuesto en el objetivo general. Así como también la aplicación de estos en el crecimiento celular y la producción de microgotas (Capítulos 2, 3 y 4). Tal como se propuso en el primer y segundo objetivos específicos. En el capítulo 4 se muestra el trabajo realizado para la evaluación del crecimiento celular para producción de anticuerpos monoclonales (objetivo 2). Luego se muestra en el capítulo 5 la fabricación y utilización de los dispositivos de microfluídica para el estudio de recuperación asistida de petróleo, así como también para el estudio de envejecimiento de nanocompuestos (Capítulo 6) utilizados en EOR (objetivo final número 3).