En colaboración con ETH Zurich, Nuestro equipo de IBM Research - Zurich publicó un artículo en el que revisaba la interacción de los flujos de líquidos con las células biológicas. Nuestro trabajo apareció en la portada del número del 23 de mayo de Reseñas de productos químicos , una revista científica altamente citada y revisada por pares publicada por la American Chemical Society.

El artículo destaca la importancia de la hidrodinámica en el estudio de cultivos celulares tanto adherentes como suspendidos y enfatiza el aprovechamiento de las fuerzas físicas clave para influir y manipular las células en los sistemas de microfluidos.

Un artículo de este tipo puede ser un recurso valioso para los investigadores de las ciencias de la vida, ya que proporciona la información y las herramientas necesarias para comprender y aplicar los efectos y fenómenos hidrodinámicos en el contexto de los estudios celulares. También puede ser relevante para los investigadores que ingresan a este campo interdisciplinario.

El papel de los fenómenos hidrodinámicos

Curiosamente, Los fenómenos hidrodinámicos son críticos en casi todas las funciones fisiológicas y organismos vivos. Un ejemplo destacado es el sistema cardiovascular, donde el corazón, una bomba mecánica, mantiene el flujo sanguíneo a través de una intrincada red de vasos sanguíneos. Tales fenómenos hidrodinámicos son omnipresentes en los organismos vivos y pueden usarse para manipular células o emular microambientes fisiológicos experimentados in vivo. Los efectos hidrodinámicos influyen en múltiples propiedades y procesos celulares, incluida la morfología celular, procesos intracelulares, cascadas de señalización célula-célula y cinética de reacción, y juegan un papel importante en la celda única, nivel multicelular y de órganos.

Aprovechando los efectos hidrodinámicos

En este articulo, describimos y formulamos la física subyacente de los fenómenos hidrodinámicos que afectan a las células adherentes y suspendidas. También ilustramos el uso de microdispositivos que pueden aprovechar la hidrodinámica y mostramos cómo se pueden aprovechar los efectos hidrodinámicos seleccionados para controlar las tensiones mecánicas. transporte de analitos, así como la temperatura local dentro de microambientes celulares.

Con una mejor comprensión de la mecánica de fluidos a una escala de longitud micrométrica y considerando el avance de las tecnologías de microfluidos, está surgiendo una nueva generación de herramientas experimentales. Estas herramientas proporcionan control sobre los microambientes celulares y emulan las condiciones fisiológicas con una precisión exquisita. Por lo tanto, es oportuno evaluar los conceptos que subyacen al control hidrodinámico de microambientes celulares y sus aplicaciones para obtener algunas perspectivas sobre el futuro de tales herramientas en modelos de cultivo celular in vitro.

Hacia la medicina personalizada

Creemos que adquirir un conocimiento más profundo de la mecánica de fluidos y el avance de las tecnologías y sistemas de microfluidos tendrá un impacto significativo en varios campos, como la biología celular, desarrollo de fármacos y diagnóstico médico. Los modelos de cultivo celular in vitro y de órgano en chip son cada vez más vitales en la detección de fármacos y la medicina personalizada.