Bio-inspirado magnéticamente sensible cilia de silicona: estrategia de fabricación e interacción con moco biológico
Autores: Grein-Iankovski, Aline; de Oliveira Braga, Karina Andrighetti; Legendre, Daniel Formariz; Cardoso, Paulo Francisco Guerreiro; Loh, Watson
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Bio-inspirado magnéticamente sensible cilia de silicona: estrategia de fabricación e interacción con moco biológico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Bioingeniería
Palabras clave
Cilia
Prótesis traqueal de silicona
Método de fabricación
Autoensamblaje magnético
Moco biológico
Relaciones de aspecto
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 36
Citaciones: Sin citaciones
Las cilias son estructuras biológicas esenciales para impulsar la movilidad de las secreciones y mantener la función adecuada de las vías respiratorias. Sin embargo, este proceso de autolimpieza móvil se ve significativamente comprometido en presencia de una prótesis traqueal de silicona, lo que lleva al crecimiento de biofilm y dificulta el tratamiento efectivo. Para abordar este desafío y mejorar el rendimiento de estos dispositivos, proponemos la fabricación de cilias de silicona magnéticas, con la perspectiva de integrarlas en las prótesis de silicona. El presente estudio presenta un método de fabricación basado en el autoensamblaje magnético y evalúa el comportamiento de interacción del conjunto de cilias con el moco biológico. Este protocolo permite la personalización de las dimensiones de las cilias en una amplia gama de relaciones de aspecto (de 6 a 85) y densidades de conjunto (de 10 a 80 cilias/mm) ajustando los parámetros de fabricación, ofreciendo flexibilidad para ajustes de acuerdo con las características requeridas. Además, evaluamos la idoneidad de diferentes conjuntos de cilias para aplicaciones biomédicas analizando su interacción con el moco de rana toro, simulando el entorno de las vías respiratorias. Nuestros hallazgos demuestran que las cilias fabricadas son mecánicamente resistentes al fluido viscoso y aún exhiben movimiento controlado bajo la influencia de un imán móvil externo. Una correlación entre las dimensiones de las cilias y el perfil de mojabilidad del moco sugiere un papel potencial en facilitar la depuración del moco, abriendo el camino para futuros avances destinados a mejorar el rendimiento de las prótesis de silicona en entornos clínicos.
Descripción
Las cilias son estructuras biológicas esenciales para impulsar la movilidad de las secreciones y mantener la función adecuada de las vías respiratorias. Sin embargo, este proceso de autolimpieza móvil se ve significativamente comprometido en presencia de una prótesis traqueal de silicona, lo que lleva al crecimiento de biofilm y dificulta el tratamiento efectivo. Para abordar este desafío y mejorar el rendimiento de estos dispositivos, proponemos la fabricación de cilias de silicona magnéticas, con la perspectiva de integrarlas en las prótesis de silicona. El presente estudio presenta un método de fabricación basado en el autoensamblaje magnético y evalúa el comportamiento de interacción del conjunto de cilias con el moco biológico. Este protocolo permite la personalización de las dimensiones de las cilias en una amplia gama de relaciones de aspecto (de 6 a 85) y densidades de conjunto (de 10 a 80 cilias/mm) ajustando los parámetros de fabricación, ofreciendo flexibilidad para ajustes de acuerdo con las características requeridas. Además, evaluamos la idoneidad de diferentes conjuntos de cilias para aplicaciones biomédicas analizando su interacción con el moco de rana toro, simulando el entorno de las vías respiratorias. Nuestros hallazgos demuestran que las cilias fabricadas son mecánicamente resistentes al fluido viscoso y aún exhiben movimiento controlado bajo la influencia de un imán móvil externo. Una correlación entre las dimensiones de las cilias y el perfil de mojabilidad del moco sugiere un papel potencial en facilitar la depuración del moco, abriendo el camino para futuros avances destinados a mejorar el rendimiento de las prótesis de silicona en entornos clínicos.