| Summary: | La manipulación celular es clave en el desarrollo de la investigación y aplicaciones
para diagnóstico clínico. Hoy en día, es bien conocido que las células
individuales, incluso aquellas con la misma apariencia, pueden mostrar diferentes
fenotipos. Estas disparidades hacen que cada célula, aún encontrándose
en las mismas condiciones, responda de manera diferente frente a un mismo
estímulo. Por lo tanto, el estudio celular a nivel individual proporciona información
más precisa que los datos promediados obtenidos tradicionalmente
en estudios poblacionales, abriendo nuevas oportunidades en el desarrollo de
nuevos fármacos y en la medicina personalizada.
La microfluídica se ha constituido como una tecnología con gran capacidad
para investigar la complejidad inherente de los sistemas celulares. Los
canales microfluídicos poseen dimensiones en el rango de las decenas a cientos
de micras siendo comparables con el tamaño de una célula. Esto permite
la realización de numerosos estudios biomédicos con gran resolución espacial
y temporal. Además, el desarrollo de plataformas microfluídicas cuenta
con numerosas ventajas inherentes a su escala micrométrica como son: la
minimización en el consumo de reactivos y producción de desechos, su alta
sensibilidad y rápida respuesta o, su alta capacidad de integración. Todo ello
se traduce en gran versatilidad a bajo coste.
Dentro de este marco, esta tesis presenta una aproximación multidisciplinar
para el desarrollo de dispositivos microfluídicos capaces de capturar,
tratar y/o analizar células de forma individual con el consiguiente valor añadido.
Para ello, los diferentes dispositivos microfluídicos han sido diseñados utilizando
un programa de diseño asistido por ordenador. La fabricación y
desarrollo de los mismos se ha llevado a cabo mediante técnicas de microfabricación
como fotolitografía o micromoldeo de polímeros. Para su
posterior caracterización y validación estructural, se ha utilizado tanto la
perfilometría como diversas técnicas de microscopía. Además, se ha estudiado
la dinámica de fluidos dentro de la plataforma desarrollada de manera
teórica, mediante simulaciones computacionales, así como de forma empírica.
Finalmente, la versatilidad de los dispositivos se ha validado llevando a cabo
ensayos biológicos entre los que cabe destacar: estudios de viabilidad celular,
citotoxicidad y migración celular tanto de células sanas como cancerígenas.
Como resultado de este trabajo, se presenta una plataforma microfluídica
de alto rendimiento y multifuncional de bajo coste. En concreto, el mecanismo
de atrapamiento utilizado se basa en trampas hidrodinámicas con un
manejo simple y mediante el control del fenómeno de co-flujo laminar. Gracias
a su naturaleza modular, diferentes tipos de microestructuras pueden
ser adaptadas a la plataforma principal permitiendo, por ejemplo, el análisis
de la migración celular o de comunicaciones intercelulares. En conclusión,
la plataforma microfluídica desarrollada permitirá una mejor comprensión de
procesos biológicos fundamentales proporcionando microambientes celulares
altamente adaptables y controlables.
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