Diseño de biorreactor de bajo costo estimulado eléctricamente y por perfusión

Abstract

La ingeniería de tejidos y órganos es una solución prometedora para la escasez de donantes (Mahfouzi et al., 2021, p. 1), pero replicar su funcionalidad en laboratorio presenta desafíos significativos (Zhao et al., 2023, p. 19). Los biorreactores actuales no replican adecuadamente las condiciones fisiológicas, carecen de flexibilidad y personalización, y son costosos (Fedi et al., 2022, p. 24; Mendonça da Silva et al., 2020, p. 13). La estimulación eléctrica y la perfusión mejoran la eficacia de los biorreactores, pero su integración es compleja y costosa (Barash et al., 2010, p. 1418; Castro, Ribeiro, et al., 2020, p. 22; Mendonça da Silva et al., 2020, p. 1). La biocompatibilidad de los materiales es crucial (Sagita et al., 2018, p. 1) pero difícil de lograr (Castro, Fernandes, et al., 2020, p. 2). La alta demanda y los altos costos limitan el acceso a trasplantes, especialmente en regiones con recursos limitados. La metodología empleada para el proceso de diseño se fundamentará en las directrices de la norma VDI 2206 (VDI/VDE 2206, 2021) de la Asociación de Ingenieros Alemanes, enfocada en la concepción de sistemas mecatrónicos. Esta base se verá reforzada con las pautas de la norma VDI 2221 (VDI 2221, 2019), orientada al desarrollo de productos y sistemas técnicos. Con el método anterior empleado y pasando por las etapas de evaluación, diseño, pruebas y finalmente implementación del prototipo, se logró la fabricación del sistema completo integrando los componentes mecánicos, eléctricos y de control. La prueba del medio de cultivo empleado en la cámara de biorreacción fue agua para flujo estático o dinámico. Finalmente, el costo total del sistema fue de S/ 8733.37.