DESENVOLVIMENTO IN SILICO DE DISPOSITIVOS MICROFLUÍDICOS PARA TRIAGEM DE FÁRMACOS UTILIZANDO ESFEROIDES CELULARES

Publicado em 22/03/2021 - ISBN: 978-65-5941-128-3

Título do Trabalho
DESENVOLVIMENTO IN SILICO DE DISPOSITIVOS MICROFLUÍDICOS PARA TRIAGEM DE FÁRMACOS UTILIZANDO ESFEROIDES CELULARES
Autores
  • João Pedro Dantas Ferreira
  • Gabriel Vieira de Oliveira
  • Letícia Emiliano Charelli
  • Tiago Albertini Balbino
Modalidade
Resumo apresentação oral curta
Área temática
Campus Duque de Caxias/Nanobiotecnologia
Data de Publicação
22/03/2021
País da Publicação
Brasil
Idioma da Publicação
Português
Página do Trabalho
https://www.even3.com.br/anais/jgmictac/320028-desenvolvimento-in-silico-de-dispositivos-microfluidicos-para-triagem-de-farmacos-utilizando-esferoides-celulares
ISBN
978-65-5941-128-3
Palavras-Chave
Microfluídica, Esferoides Celulares, Triagem de Fármacos, Geração de Gradiente
Resumo
Dispositivos microfluídicos apresentam diversas vantagens a um processo químico, como a redução do volume de reagentes, tempos de reações químicas reduzidos e a possibilidade de condensação de todas as funcionalidades de um laboratório em um único chip (BEEBE, MENSING e WALKER, 2002). Esferoides celulares mimetizam mais eficientemente ambientes in vivo quando comparados a cultivos celulares 2D, devido a sua maior fidelidade aos comportamentos celulares (LIM e PARK, 2018). A integração entre esferoides celulares e dispositivos microfluídicos oferece potencial para otimizar a triagem de moléculas candidatas a fármacos, a partir da construção de geradores de gradiente de concentração. Estes geradores diluem o fármaco a partir de uma série de recombinações do fluido ao longo do dispositivo, a fim de entregá-lo a esferoides celulares sob ampla faixa de concentração. Desta forma, possibilita-se a triagem otimizada de moléculas sobre tecidos específicos. Como objetivo, a pesquisa busca projetar um dispositivo microfluídico com uma geometria otimizada, capaz de gerar gradientes de concentração de um determinado fármaco a partir do estudo in silico de parâmetros envolvidos na construção do microdispositivo. A construção da geometria do microdispositivo e a testagem de seus parâmetros foram realizadas a partir do uso integrado entre os programas Adobe Illustrator e Comsol Multiphysics, sendo o primeiro utilizado para a construção dos canais presentes no dispositivo, e o último responsável pela realização de simulações físicas referentes ao mesmo dispositivo. As equações de Navier-Stokes e as Leis de Fick foram aplicadas a fim de se obter campos de velocidade, pressão e distribuição de concentração do fármaco ao longo do microdispositivo, verificando-se parâmetros e alterando-os conforme necessário. Os resultados sugerem, a partir das simulações, que o dispositivo é capaz de gerar um amplo gradiente de concentração a ser entregue aos esferoides dentro de micropoços, com uma variação quase uniforme de 1 mol/m³ a 0 mol/m³. As simulações também indicam que os micromisturadores desenvolvidos são capazes de diluir de forma eficiente o fármaco sob altos Número de Reynolds (Re). Os resultados também mostram que, para o estudo de deformação dos esferoides sob a atuação de um fluido, é necessária a introdução deste em altas velocidades no início do microdispositivo, devido a ramificação do fluido no sistema, que induz sua perda de velocidade ao longo dos microcanais. Conclui-se, portanto, que o design escolhido para o dispositivo microfluídico está pronto para ser desenvolvido e seguir para etapas experimentais da pesquisa. Como próximas etapas in silico da pesquisa, visa-se simular o comportamento do esferoide sob determinados fluxos nos micropoços, assim como sua interação com algum fármaco de escolha. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS LIM, W; PARK, S. A Microfluidic Spheroid Culture Device with a Concentration Gradient Generator for High-Throughput Screening of Drug Efficacy. Molecules, 2018. v. 23, p. 1. BEEBE, D. J.; MENSING, G. A.; WALKER, G. M. Physics And Applications Of Microfluidics In Biology. Annu. Rev. Biomed. Eng, 2002. v. 4, p. 262.
Título do Evento
XLII Jornada Giulio Massarani de Iniciação Científica, Tecnológica, Artística e Cultural (JICTAC 2020 - Edição Especial) - Evento UFRJ
Título dos Anais do Evento
Anais da Jornada Giulio Massarani de Iniciação Científica, Tecnológica, Artística e Cultural
Nome da Editora
Even3
Meio de Divulgação
Meio Digital

Como citar

FERREIRA, João Pedro Dantas et al.. DESENVOLVIMENTO IN SILICO DE DISPOSITIVOS MICROFLUÍDICOS PARA TRIAGEM DE FÁRMACOS UTILIZANDO ESFEROIDES CELULARES.. In: Anais da Jornada Giulio Massarani de Iniciação Científica, Tecnológica, Artística e Cultural. Anais...Rio de Janeiro(RJ) UFRJ, 2021. Disponível em: https//www.even3.com.br/anais/jgmictac/320028-DESENVOLVIMENTO-IN-SILICO-DE-DISPOSITIVOS-MICROFLUIDICOS-PARA-TRIAGEM-DE-FARMACOS-UTILIZANDO-ESFEROIDES-CELULARES. Acesso em: 15/02/2025

Trabalho

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