Biorreator simulador de corrente sanguínea ex-vivo

Abstract

Introdução: As doenças cardiovasculares são a principal causa de mortalidade da população adulta ocidental, sendo que como parte deste grupo, temos a doença arterial obstrutiva periférica (DAOP), que está presente em 5% dessa população, principalmente entre os idosos. Com a evolução da doença, 25% dos pacientes sintomáticos evoluem para amputação do membro acometido a despeito das técnicas de tratamento hoje disponíveis. Dessa forma, estudos vem sendo desenvolvidos com o objetivo de produzir novos substitutos arteriais para uso em pacientes em que não se encontra um substituto ideal compatível. Uma alternativa promissora para o fornecimento de vasos sanguineos pode advir da engenharia de tecidos, em consonância com a prática da medicina personalizada em um futuro próximo. Dessa forma, o desenvolvimento de um aparato tecnológico simulador de condições fisiológicas de fluxo poderá ser útil na maturação de vasos sanguineos produzidos com células-tronco. Objetivo: Desenvolvimento de um protótipo de sistema/equipamento capaz de promover o monitoramento e controle em dois meios, o interno e o externo ao circuito, capaz de simular as condições fisiológicas de fluxo pulsátil para futura produção de neovasos por engenharia de tecidos. Métodos: Para a construção do equipamento biorreator, foram empregados materiais tais como um frasco spinner de cinco tampas, frascos reservatórios, tubulação plástica ou silicone, bomba peritáltica, sistema de aquecimento térmico externo, sistemas de monitoramento tipo sensores (temperatura, pH, pressão, CO2), torneiras de três vias, filtros para líquido e para gases. Para a operacionalização do equipamento, foram utilizados componentes de hardware como placas para conexão dos leitores de sensores e microcomputador para coleta e de software para a programação de funcionamento dos equipamentos eletrônicos e monitoramentos. Os testes pré validação foram realizados com tubo de silicone e/ou de plástico/politetrafluoretileno (ePTFE) simulando os vasos sanguíneos. Resultados: Foi realizada a integração de todas as partes do biorreator proposto e dos sensores e equipamentos eletrônicos para que funcionem concomitantemente e produzam fluxo e pressão no interior do objeto de prova. Foram realizados testes dos controles e monitoramento das variáveis como pressão, temperatura, pH, CO2, velocidade de fluxo. Os testes foram realizados, assim como a viabilidade do equipamento. Conclusão: O biorreator apresenta-se funcionante e foi capaz de produzir duas interfaces separadas para cultura celular em ambientes distintos, além de reproduzir alguns parametros fisiológicos como monitoramento e controle de temperatura, pH, pressão, velocidade de fluxo e CO2, ainda restando ajustes para a integração dessas propriedades. Palavras chave: Fluxo Pulsátil, Reatores Biológicos, Células-tronco, Vasos Sanguíneos, Doença Arterial Periférica, Terapia Baseada em Transplante de Células e Tecidos.