Por medio de ingeniería de tejidos es posible asistir tratamientos médicos en pacientes que por causa de enfermedades o traumas presentan daño en tejidos. Para estos tratamientos terapéuticos la ingeniería de tejidos desarrolla estructuras de soporte con materiales que favorecen los procesos celulares como migración, adhesión, proliferación y diferenciación, entre otros. Entre la diversidad de propiedades que deben poseer estos soportes, se encuentran las propiedades morfológicas y mecánicas que son altamente interdependientes. Se han desarrollado trabajos de investigación que buscan estudiar la relación entre la estructura y el desempeño mecánico de estos soportes utilizando máquinas de ensayo de tensión uniaxial convencionales. Tales investigaciones unívocamente reportan la marcada influencia de la estructura inicial en el desempeño mecánico de los soportes usados en ingeniería de tejidos, lo que ha llevado a que se realicen ajustes en los procesos de obtención, buscando rutas óptimas de fabricación. No obstante, no encontramos reporte de ensayos de estos soportes que permitan, durante ensayos de tensión (i) caracterizar in situ la variación de su estructura, (ii) mapear in situ el estado de deformaciones, (iii) caracterizar el efecto de la anisotropía de la estructura en su comportamiento tensión-deformación.
Dada la amplia experiencia que posee la Facultad de Ciencias en avances científicos asociados al desarrollo de soportes para ingeniería de tejidos, este proyecto busca establecer, por medio de la consolidación de un semillero de investigación, una línea de investigación para la caracterización estructural y mecánica de dicho tipo de soportes. Para esto, el grupo de microscopía electrónica, conformado por físicos, químicos e ingenieros, y con experiencia en técnicas de caracterización por diferentes tipos de microscopía, como electrónica, por fuerza atómica, láser confocal, óptica convencional y electrónica, como también en caracterización de propiedades mecánicas de materiales por tensión, indentación, dobladura, impacto, entre otras, busca el desarrollo en casa de equipos de caracterización que permitan estudiar in situ los cambios estructurales, como también el estado de deformaciones, de materiales de soporte desarrollados por ingeniería de tejidos cuando estos son sometidos a tensiones mecánicas. En esta primera fase de consolidación del mencionado semillero, se busca realizar el diseño, el montaje y la optimización de sistema de tensión uniaxial que permita in situ estudiar el estado de deformaciones del soporte usando un extensómetro óptico de construcción personalizada y estudiar los cambios de textura superficial usando un microscopio láser confocal, también de construcción personalizada. Así, este proyecto busca el desarrollo de un sistema con los siguientes subsistemas de ensayo y análisis, todos ellos de construcción personalizada en casa: (i) máquina que permita realizar ensayos de tensión optimizados a las características de los soportes usados en ingeniería de tejidos, (ii) extensómetro óptico que permita, por microscopía óptica convencional y sistema de análisis de imágenes, determinar in situ el estado bidimensional de deformaciones en el soporte, con resolución micrométrica, y (iii) microscopio láser confocal que permita estudiar en alta resolución la variación de textura superficial del soporte como causa de los esfuerzos aplicadas en el ensayo de tensión.
Para el desarrollo del proyecto, además de involucrar a los estudiantes de semillero de investigación, se ha conformado una alianza estratégica entre los grupos de Microscopía Electrónica y Óptica aplicada, ambos del Departamento de Física, la empresa Combustión Ingenieros y el Taller de Mecánica Fina, del Departamento de Física. Donde cada uno aportará elementos desde su experticia. |