Fabricación y validación de un dispositivo microfluídico con capacidad de monitorización de oxígeno

Abstract

La creciente preocupación por el bienestar animal ha hecho que prácticas comunes en el ámbito científico como puede ser el uso de modelos animales para la observación de la toxicidad de ciertos productos o tratamientos novedosos se hayan puesto en entredicho, creando un debate ético y llevando a la aparición de diversas regulaciones por parte de los principales organismos internacionales. En respuesta a esto, los ensayos experimentales in vitro y más específicamente el uso de plataformas microfluídicas con este fin han sufrido un desarrollo impresionante, al ser considerados una alternativa viable a estas prácticas. En este proyecto se analizará brevemente la historia de la experimentación animal y la llegada de los ensayos in vitro como alternativa a su uso. Analizando la microfluídica como una alternativa ventajosa a los cultivos celulares tradicionales, se estudiarán tanto los procesos de fabricación seguidos para el desarrollo de los dispositivos microfluídicos en todos sus ámbitos de aplicación como los materiales más utilizados para la fabricación de dispositivos microfluídicos plásticos. Finalmente se estudiará en detalle el desarrollo y validación de un novedoso dispositivo microfluídico con capacidad de monitorización de oxígeno para su uso en la medición de la adaptación del medio celular a cambios bruscos en el oxígeno ambiente. A raíz de estas mediciones se extrae la conclusión de que sin el uso de medios externos para reducir la cantidad de oxígeno disuelto en el medio la adaptación de éste al oxígeno ambiental resulta muy lenta, lo que en un ensayo real podría llevar a errores en los resultados obtenidos.

The increasing concern about the animal’s welfare has put the spotlight in common scientific practices such as the use of animal models in scientific testing to analyze the toxicity of new products or medical treatments, creating an ethical debate and leading to the legislation of some regulations from the main international organisations. As an answer to this concern, in vitro experimental testing and in particular the use of microfluidic platforms to that end have suffered and incredible development, as they are considered viable alternatives to those practices. In this project, a brief analysis of the animal experimentation’s history will be done, as well as the arrival of in vitro experimental tests as an alternative. Analysing the use of microfluidics as an upgrade to traditional cell cultures, this work will study the main microfluidic devices’ fabrication processes in all its range of application as well as the main materials used for the fabrication of plastic microfluidic devices. Finally, a study about the development and validation of a novel microfluidic device with oxygen monitoring capacity to measure of the adaptation of the cellular medium in response to rapid changes in environmental oxygen. From these measurements, it is concluded that without the use of external procedures to reduce the dissolved oxygen concentration in the medium its adaptation to environmental oxygen concentration is too slow, fact that in a real assay could lead to errors in the results.