Diseño, mecanizado y construcción de un bioreactor para estimulación eléctrica y magnética in vitro de cultivos neurales

Abstract

[ES] Los trastornos y las lesiones del sistema nervioso son un problema que la medicina aún no puede resolver. No obstante, nuevos métodos y técnicas de regeneración neural están en constante desarrollo. Uno de ellos es la estimulación celular de cultivos neurales, con el objetivo de favorecer su crecimiento y hacer posible su regeneración. En este trabajo se desarrolla un bioreactor capaz de estimular de forma eléctrica y magnética dichos cultivos. Para lograrlo, se ha diseñado un sistema de bobinas Helmholtz que generan un campo magnético para estimular las células. Además, este campo permite inducir una corriente eléctrica de 500 µA en un espira sumergida en el medio de cultivo, obteniéndose así la estimulación eléctrica. Para sujetar el sistema de bobinas y las muestras de cultivo, se ha realizado un diseño mecánico de un bastidor, siguiendo una serie de condiciones en las que destacan la funcionalidad y el esterilizado. Por último, se ha analizado el proceso de mecanizado del bastidor, donde se exponen los requisitos de fabricación y el proceso que se debe seguir.

[CA] Els trastorns i les lesions del sistema nerviós són un problema que la medicina encara no pot resoldre. No obstant això, nous mètodes i tècniques de regeneració neural es troben en constant desenvolupament. Un d’ells és l'estimulació cel·lular de cultius neurals, amb l’objectiu d'afavorir el seu creixement i fer possible la regeneració. Aquest treball consisteix en el desenvolupament d’un bioreactor capaç d’estimular de manera elèctrica i magnètica aquests cultius. Per aconseguir-ho, s’ha dissenyat un sistema de bobines Helmholtz que generen un camp magnètic per a estimular les cèl·lules. A més, aquest camp permet induir una corrent elèctrica de 500 µA en una espira submergida en el medi de cultiu, d’aquesta manera s’obté l’estimulació elèctrica. Per tal de subjectar el sistema de bobines i les mostres de cultiu, s’ha realitzat un disseny mecànic d’un bastidor, seguint una sèrie de condicions, on destaquen la funcionalitat i l’esterilització. Per últim, s’ha analitzat el procés de mecanitzat del bastidor, on s’exposa els requisits de fabricació i el procés que s’ha de seguir.

[EN] Disorders and injuries of the nervous system are a problem medicine still can¿t solve. However, new methods and techniques of neural regeneration are in continuous development. One type is the cell stimulation of neural cultures. This project develops a bioreactor able to electrically and magnetically stimulate those cell cultures. To achieve it, a Helmholtz coil system that creates a magnetic field has been designed to stimulate the cells. Also, this field allows inducing a 500 µA electric current in a closed wire submerged in the culture, obtaining the electric stimulation. In order to hold the coils system and the culture samples, a frame has been mechanically designed, following a list of conditions where the functionality and sterilization stands out. Finally, the machining process of the frame has been analysed, where the specifications and the steps of it are exposed.