Projeto e simulação de reator de perfusão com fotobioestimulação para cultura de tecidos
A osteoartrite é uma doença de etiologia multifatorial e que, pela redução da mobilidade e dor, diminui gradativamente a qualidade de vida dos pacientes, além de ser um assunto de saúde pública com uma incidência crescente nos últimos anos. O tratamento conservador pode impedir o avanço da doença nos estágios iniciais, porém, quando se estabelece um ciclo inflamatório com erosão profunda da cartilagem articular e formação de osteófitos, preconiza-se uma abordagem cirúrgica. Dentro das técnicas atuais, o implante de cartilagem no local danificado pode promover uma solução de longo prazo preservando a articulação do paciente. O projeto de um biorreator para cultura de tecidos de modo a possibilitar uma otimização das condições de cultura de condrócitos é o objetivo deste trabalho. A proposta de utilizar um reator de perfusão com fotobiomodulação é o ponto inovador, reunindo o controle do microambiente da perfusão com a estimulação fotônica. A modelagem do arcabouço mostrou que uma estrutura biomimética (gerada randomicamente) não permite um fluxo homogêneo pelo arcabouço, levando à escolha de geometrias regulares onde o perfil de velocidades do meio de cultura pode ser homogeneamente controlado. Sobre o material do arcabouço, foi proposto o PLA (poliácido lático) transparente. Esta variante do PLA possibilitará usar o arcabouço como um guia de luz, maximizando a distribuição da radiação luminosa de modo mais eficaz através do arcabouço. As fontes de luz estudadas estão no comprimento de onda do vermelho (660 nm); porém, a utilização de outros comprimentos de onda pode ser facilmente efetuada. Por fim, o projeto do reator foi focado para ser fabricado com baixo custo, fácil implementação de sensores com programação baseada na plataforma Arduino, possibilitando adicionar outros tipos de estimulação (por exemplo: mecânica) e controles adicionais.