Diseño de un Método de Caracterización Eléctrica para Tejidos Biológicos Tratados por Electroporación
Autores: Lamberti, Patrizia; Sieni, Elisabetta; Sundararajan, Raji
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Diseño de un Método de Caracterización Eléctrica para Tejidos Biológicos Tratados por Electroporación
Categoría
Procesos industriales
Subcategoría
Diseño de procesos industriales
Palabras clave
Electroporación
Tejidos
Caracterización eléctrica
Pulsos
Estímulos de onda cuadrada
Conductividad eléctrica
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
Se propone el diseño de un método para evaluar la eficacia de los tejidos tratados por electroporación (con varios pulsos). Este método se basa en la aplicación tanto de la caracterización eléctrica estándar como de una caracterización no estándar de los tejidos biológicos, en una plataforma que contiene las muestras en prueba, adoptada para tener mediciones de contacto mínimamente invasivas. Se realizó una caracterización eléctrica de corriente continua estándar para comparación. Para los tejidos electroporados (usando ocho pulsos), se utiliza el comportamiento eléctrico del tejido en condiciones de trabajo, gobernado por estímulos de onda cuadrada de alta intensidad y corta duración, típicamente utilizados en tratamientos de electroquimioterapia. Tanto la aplicación de estímulos de electroporación como las pruebas de corriente continua se realizaron utilizando los mismos electrodos en configuración de placa paralela sobre las muestras con forma de paralelepípedo. Los electrodos no se retiraron durante el procedimiento diseñado para reducir la interacción con el tejido en prueba y el efecto de diferentes resistencias de contacto. También se realizó una evaluación numérica basada en análisis de elementos finitos de la celda de prueba utilizada en el procedimiento, tanto con una conductividad eléctrica constante como dependiente del campo eléctrico, mostrando su robustez. El método se prueba en muestras de papa, como un ejemplo de biomaterial, cuya conductividad eléctrica es dependiente del campo eléctrico. Las muestras fueron sometidas a un pulso de voltaje de onda cuadrada de alta intensidad de 100 segundos de duración, con el fin de evaluar el efecto de múltiples pulsos, como un único parámetro del protocolo. Los resultados indican la dependencia de la conductividad eléctrica en función de la intensidad del campo eléctrico aplicado utilizando múltiples pulsos, y el método es fácilmente escalable y utilizable como punto de partida para evaluar el efecto de otros parámetros del protocolo.
Descripción
Se propone el diseño de un método para evaluar la eficacia de los tejidos tratados por electroporación (con varios pulsos). Este método se basa en la aplicación tanto de la caracterización eléctrica estándar como de una caracterización no estándar de los tejidos biológicos, en una plataforma que contiene las muestras en prueba, adoptada para tener mediciones de contacto mínimamente invasivas. Se realizó una caracterización eléctrica de corriente continua estándar para comparación. Para los tejidos electroporados (usando ocho pulsos), se utiliza el comportamiento eléctrico del tejido en condiciones de trabajo, gobernado por estímulos de onda cuadrada de alta intensidad y corta duración, típicamente utilizados en tratamientos de electroquimioterapia. Tanto la aplicación de estímulos de electroporación como las pruebas de corriente continua se realizaron utilizando los mismos electrodos en configuración de placa paralela sobre las muestras con forma de paralelepípedo. Los electrodos no se retiraron durante el procedimiento diseñado para reducir la interacción con el tejido en prueba y el efecto de diferentes resistencias de contacto. También se realizó una evaluación numérica basada en análisis de elementos finitos de la celda de prueba utilizada en el procedimiento, tanto con una conductividad eléctrica constante como dependiente del campo eléctrico, mostrando su robustez. El método se prueba en muestras de papa, como un ejemplo de biomaterial, cuya conductividad eléctrica es dependiente del campo eléctrico. Las muestras fueron sometidas a un pulso de voltaje de onda cuadrada de alta intensidad de 100 segundos de duración, con el fin de evaluar el efecto de múltiples pulsos, como un único parámetro del protocolo. Los resultados indican la dependencia de la conductividad eléctrica en función de la intensidad del campo eléctrico aplicado utilizando múltiples pulsos, y el método es fácilmente escalable y utilizable como punto de partida para evaluar el efecto de otros parámetros del protocolo.