Gotas uniformes num sistema microfluídico concebido para biopreservação

Durante o congelamento, além dos danos físicos à membrana, a cristalização pode causar danos fatais às células, empurrando moléculas móveis e confinando-as em pequenos pedaços do volume celular, causando uma diminuição dramática na concentração local de iões, resultando eventualmente no envenenamento das organelas celulares. A vitrificação de moléculas intracelulares pode superar os problemas de criopreservação causados pela cristalização. Para alcançar a vitrificação, é necessário aplicar taxas enormes de remoção de calor nas células, em torno de 10^6 C/s, o que atualmente não é possível para materiais biológicos. Nesta pesquisa, investigamos um novo método por meio de dispositivos microfluídicos proposto pelo Dr. Mehmet Toner para pré-concentração de células com CPAs, enquanto submetemos as células a muito menos estresse mecânico e osmótico do que os métodos tradicionais. O novo método baseia-se na captura de células em gotículas aquosas e no controlo da concentração de CPA na gotícula através do ajuste da temperatura do sistema. Ao realizar cálculos de Análise de Elementos Finitos do sistema microfluídico, descobrimos que é possível pré-concentrar células de mamíferos com CPA 10 vezes a concentração inicial de CPA em menos de 3 minutos com o novo método baseado em BioMEMS.