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Desenvolvimento de um biorreator magnético para estudos em engenharia de tecidos

Authors: Martins, Rafael Carvalho;

Desenvolvimento de um biorreator magnético para estudos em engenharia de tecidos

Abstract

O uso de biorreatores é uma prática cada vez mais utilizada no ramo da engenharia de tecidos, prática esta, que envolve conceitos de diversas áreas como a biologia, engenharia, química e física. Atualmente, os estímulos estão bastante limitados devido à falta de variedade de estímulos existentes em cada tipo de biorreator, ficando normalmente restringida à área dos estímulos químicos. Este facto, leva à diminuição do número de estímulos que as células são submetidas, sendo, portanto, necessário que as células e compósitos celulares sejam estimulados e testados com recurso a animais antes da sua aplicação em seres humanos. Com isto, os custos, a duração e fiabilidade do cultivo ficam comprometidos ao tipo de estímulos existentes para a sua avaliação, assim como o uso de animais e os seus custos de mantimento associado. Assim, o principal objetivo desta dissertação consiste no desenvolvimento de um biorreator magnético que permita converter estímulos magnéticos em estímulos mecânicos, elétricos e eletromecânicos através da utilização de materiais apropriados. Assim, o utilizador consegue configurar o biorreator consoante o tipo de cultivo e é-lhe permitido controlar e monitorizar o cultivo celular. Para a concretização desta dissertação foram estudadas, projetadas e desenvolvidas todas as partes constituintes de um biorreator magnético. A estrutura do biorreator foi modelada de modo a permitir a estanquicidade do sistema, a fácil alteração de plataformas magnéticas e garantindo todo o suporte do biorreator, tendo sido modelada em materiais previamente estudados de forma a cumprirem com as funções projetadas. O sistema magnético foi desenvolvido de forma a permitir cultivos celulares em diferentes placas de cultivo, possibilitando o aumento do número de amostras a serem estimuladas ao mesmo tempo. Deste modo foram desenvolvidos dois sistemas: um para magnetização de 24 poços de cultivo e outro para magnetização de 48 poços de cultivo. Respetivamente ao controlo do biorreator e à monitorização do cultivo, desenvolveu-se uma interface gráfica de controlo local, recorrendo a um LCD e um touch wheel, permitindo realizar toda a configuração do sistema, tal como a projeção do hardware para o controlo remoto do mesmo através de um módulo Bluetooth, possibilitando o seu controlo a partir de uma aplicação android. De modo a viabilizar o controlo e monitorização do sistema, foi desenvolvido um sistema de alimentação de forma a alimentar todos os módulos e um sistema de sensorização das várias variantes do sistema, desde todo o hardware, design e firmware necessário para sua implementação.

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Keywords

Estimulo mecânico, Magnetic, Cultivo celular, Biorreator, Bioreactor, Cell culture, Mechanical, Magnético, Magnetoelétrico, Magnetoelectric stimulus

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