Name: BioMEMS: La forja de nuevas colaboraciones entre biólogos e ingenieros (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2007-11-01T00:54:37.000+00:00
Duration: 7 min 26 s
Description: Descubre cómo los dispositivos microfluídicos revolucionan la investigación en neurociencia y células madre mediante miniaturización de circuitos integrados. Esta tecnología permite experimentos más precisos y reproducibles que los métodos tradicionales en placa de Petri.

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Los autores no tienen nada que revelar.

biomems: la forja de nuevas colaboraciones entre biólogos e ingenieros

BioMEMS: Forging New Collaborations Between Biologists and Engineers

Este video describe la fabricación y el uso de un dispositivo de microfluidos con la cultura del sistema nervioso central (SNC), las neuronas. Este dispositivo es compatible con células vivas, microscopía óptica (DIC contraste y fase), así como confocal y microscopía de dos enfoques de fotones. Este método utiliza moldeado de precisión piezas de plástico para crear miniaturas de varios compartimentos de cultivo celular con el aislamiento de fluidos. Los compartimentos están hechos de pequeños canales con dimensiones que son lo suficientemente grandes para la cultura en las neuronas bien controlados microambientes fluidos. Las neuronas pueden ser cultivadas durante 2-3 semanas en el dispositivo, tras lo cual se pueden fijar y teñir para inmunocitoquímica. Compartimentos axonal y cromosómicas se puede mantener fluidically aislados unos de otros mediante el uso de una diferencia de presión hidrostática pequeña, esta característica se puede utilizar para localizar insultos soluble a un compartimiento para un máximo de 20 horas después de cada cambio de medio. Aislamiento de fluidos permite la recolección de la fracción axonal puro y análisis bioquímico mediante PCR. El dispositivo de microfluidos ofrece una plataforma altamente adaptable para la investigación en neurociencias y puede tener aplicaciones en el modelado de una lesión del SNC y la neurodegeneración.

BioMEMS: La forja de nuevas colaboraciones entre biólogos e ingenieros

Este video describe la fabricación y el uso de un dispositivo microfluídico para el cultivo de neuronas del sistema nervioso central (SNC). Este dispositivo es compatible con...

Mi nombre es Newly John y estoy en el Departamento de Ingeniería Biomédica de la Universidad de California en Irvine. Mi investigación consiste en desarrollar dispositivos biomédicos novedosos y dispositivos microfluídicos para la investigación en neurociencia y células madre. La bioingeniería y la microfluídica son disciplinas relativamente jóvenes que se han desarrollado en los últimos cinco a diez años, y utilizan muchas de las técnicas y conocimientos especializados desarrollados para la industria de circuitos integrados.Entonces, lo que estamos haciendo es utilizar los métodos y enfoques de miniaturización desarrollados para circuitos integrados con el fin de fabricar dispositivos pequeños con canales y depósitos diminutos, y emplearlos en aplicaciones de biología celular. Tradicionalmente, la mayoría de los experimentos biológicos se han realizado a escala de placa de Petri. Así que, para las células, al observar una célula, que tiene aproximadamente 10 micrones de diámetro, básicamente tenemos una célula pequeña inmersa en un gran volumen de líquido.Mediante el uso de dispositivos microfluídicos, podemos controlar los entornos alrededor de la célula. La comunicación entre células, así como la influencia de los factores solubles celulares, se pueden estudiar con mucha mayor precisión que al realizar el experimento a mayor escala en una placa de Petri. Por lo tanto, estos nuevos avances en la microfluídica ofrecen una gran promesa en cuanto al control y la reproducibilidad frente a los métodos convencionales.Nuestra investigación sobre el uso de dispositivos microfluídicos para el estudio de la migración celular consiste en desarrollar nuevos dispositivos que puedan mantener un gradiente constante de factores solubles sobre las células, de modo que podamos estudiar cómo responden las células a diferentes factores de crecimiento o quimioquinas. Esto implica un control preciso del flujo de fluido sobre un grupo de células, lo cual es muy importante y fundamental en la mayoría de los procesos biológicos, como la morfogénesis, la metástasis del cáncer y la respuesta de las células inmunitarias. De forma similar a esos dispositivos microfluídicos para generar gradientes, los dispositivos para el cultivo de neuronas, y especialmente de neuronas com, representan un avance reciente en la microfluídica.Con estos dispositivos, somos capaces de aislar y purificar fracciones axonales y también obtener estructuras muy polarizadas. En este caso, en comparación con ensayos convencionales como los de vacío y cámaras, donde era muy, a veces era difícil evitar fugas y otras dificultades experimentales. Los dispositivos microfluídicos ofrecen en general resultados más reproducibles y al mismo tiempo proporcionan una plataforma ópticamente compatible donde podemos realizar microscopía de alta resolución.Y este dispositivo se está utilizando para realizar experimentos con el fin de observar cómo ocurre el transporte axonal. Así, mediante el uso de este nuevo dispositivo de cultivo neuronal microfluídico, muchos de nuestros colaboradores de todo el país están estudiando diferentes modelos de enfermedades neurodegenerativas, como la enfermedad de Alzheimer, la enfermedad de Parkinson y la ELA. Tuve la gran fortuna de contar con excelentes colaboradores en los departamentos de neurociencia y patología aquí en la UC Irvine. Colaboro estrechamente con los laboratorios de Car Kaman Stewart, Ed Monki y Lisa Flanagan.Nuestras colaboraciones implican reuniones regulares y tratar de identificar cuáles son los problemas que enfrentan los biólogos. Y en estas reuniones periódicas, descubrimos que, aunque existen herramientas convencionales disponibles, aún hay muchas aplicaciones en las que nosotros, como ingenieros biomédicos, podemos desempeñar un papel importante en la mejora y comprensión de esta investigación biomédica. Por ejemplo, nuestra colaboración con el laboratorio del Dr. Monki y el Dr. Flanagan durante los últimos cinco años ha sido muy productiva.Primero, nuestros estudiantes pueden aprender cómo trabajar en estrecha colaboración con grupos y con diferentes disciplinas científicas. Y al mismo tiempo, hemos tenido la fortuna de abordar problemas en biología de células madre. Por ejemplo, el cultivo y la diferenciación de células madre dentro de dispositivos microfluídicos ofreció una perspectiva novedosa sobre cómo se comportan las células madre en un gradiente de un morfógeno como BMP.Y creo que este tipo de colaboración será una parte importante de la ciencia futura a medida que un número cada vez mayor de ingenieros se interese por la investigación biomédica. Al mismo tiempo que crece la necesidad de nuevas herramientas con capacidades innovadoras en los campos de la neurociencia y otras ciencias biológicas, espero que haya muchas colaboraciones fructíferas que impulsen verdaderamente el campo de la investigación biomédica. Además, considero que el campo de la microfluídica y los microbiomas se encuentra en una fase emocionante.Hay muchas nuevas aplicaciones que se están desarrollando prácticamente todos los días. Espero que en cinco años haya muchos más biólogos utilizando este tipo de dispositivos para investigaciones diarias, para experimentos de rutina, para migración celular o para otros fines especiales. Dado que estos dispositivos ofrecen muchas ventajas frente a los métodos convencionales basados en cultivos en placas de Petri, considero que la imaginación es el límite para desarrollar nuevos tipos de aplicaciones.Y yo, creo que la estrecha colaboración con los biólogos dará lugar a nuevos tipos de dispositivos, que desempeñarán un papel significativo en el avance futuro de la investigación biomédica.

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Investigación

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Biology

Biología

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