Estudo computacional da influência da matriz porosa de hidrogel no gradiente de glicose em um dispositivo de microfluídica destinado à análises biológicas

Elton Diêgo Bonifácio¹

¹ UFU e UFVJM

Resumo

O corpo humano é uma rede complexa de moléculas, organelas, células e órgãos bem como suas interações. Recentemente, modelos in vitro de microfluídica tem sido amplamente usado para estudar vários fenômenos biológicos, em particular aqueles que promovem o gradiente químico. Isso se dá, pois os gradientes químicos dentro do corpo humano regulam vários processos biológicos tais como cicatrização de feridas, inflamação, angiogênse, desenvolvimento e metástase do câncer e etc. Os microchips permitem que sejam estudados com confiabilidade e reprodutibilidade pequenas quantidades de células, fornecendo dados relevantes para humanos e, assim, limitando o uso de animais na pesquisa. Neste contexto, é proposto um estudo, por meio de uma abordagem computacional, da influência do meio poroso (hidrogel de colágeno I e fibrina) sobre o gradiente de concentração de glicose em um microchip destinado à analises biológicas. O modelo proposto permite prever a distribuição de glicose no microchip na ausência de células. De acordo com os resultados a diferença no gradiente de glicose nos hidrogeis de colágeno e fibrina é desprezível. Modelos futuros deverão contemplar diferentes combinações das propriedades físicas do substrato, variações nos parâmetros físicos e químicos bem como a aplicação de estímulos mecânicos. Esses modelos permitirão estudar sistemas baseados em microfluídica sem a necessidade de possuir os componentes físicos, entender os processos envolvidos em diversos fenômenos biológicos bem como prever os fatores importantes, visando a otimização durante a implementação experimental desses sistemas.

Palavras-chave: microfluídica; processos biológicos; gradiente químico; elementos finitos