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Caracterización del proceso de degradación de distintos hidrogeles de fibroína con fines en ingeniería tisular.

El proyecto consistirá en la extracción de fibroína a partir de capullos naturales de gusanos de seda Bombyx Mori, y esta proteína se empleará para diseñar hidrogeles basados en distintas concentraciones de ésta. Los hidrogeles serán degradados empleando enzimas proteolíticas y la degradación será analizada a lo largo del tiempo y comparada entre los distintos geles. El objetivo del trabajo es conocer el patrón de degradación de los geles de fibroína y determinar si existe alguna relación entre este proceso y la composición de los mismos. Para llegar a conseguir estos fines se hará uso de técnicas como la sonicación de soluciones, espectrofotometría UV, espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier, ensayos mecánicos, calorimetría diferencial de barrido.
Titulaciones: Biotecnología, Ingeniería Biomédica, Ingeniería de Materiales, Biología.
Plazas: Una
Lugar de realización: Centro de Tecnología Biomédica
Horas semanales: 20
Horas totales: 300
Horario: según disponibilidad del alumno.
Fecha Inicio: Octubre-Diciembre 2019
Fecha Final: Junio-Septiembre 2020
Tutor académico y contacto: Francisco Javier Rojo – francisco.rojo@ctb.upm.es
Contactar antes de: Diciembre 2019

Automatización de medidas de aspiración con micropipeta.

Con este proyecto se persigue fabricar y emplear dispositivos de microfluídica para adquirir medidas biomecánicas con células del sistema inmune. El proyecto comprenderá las siguientes actividades: (i) fabricación de los dispositivos de polidimetilsiloxano o PDMS; (ii) implementación de los dispositivos en el equipo de microaspiración del laboratorio de biomateriales del CTB; (iii) cultivo de células para los ensayos; (iv) ensayos de medidas de deformabilidad automatizadas; (iv) desarrollo de un modelo que permita calcular el módulo elástico aparente de las células considerando la geometría del dispositivo.

Fig. Izquierda: Esquema del dispositivo para la automatización de medidas de deformabilidad. Derecha: Esquema del conducto por el que se medirá la deformabilidad de las células (representada en azul)

Lugar de realización: Centro de Tecnología Biomédica
Dedicación total: previsto para trabajo de 12 créditos ECTS, flexible.
Curso académico: 2019-2020
Tutor académico y contacto: Blanca González (blanca.gbermudez@upm.es ), Gustavo R. Plaza (gustavo.plaza@upm.es)

Mejora del análisis de propiedades mecánicas de células aplicando algoritmos de aprendizaje automático (machine learning).

La motivación de este proyecto es desarrollar un método de análisis de imágenes de aspiración con micropipeta que permita inferir los parámetros mecánicos de tres componentes de la célula, aprovechando los algoritmos de aprendizaje automático existentes en el campo de machine learning. A nivel formativo, este proyecto permitiría al alumno/a familiarizarse de una manera práctica los conceptos y algoritmos involucrados en machine learning, aplicándolos en un problema de análisis de imágenes. El punto de partida sería el entrenamiento del algoritmo con un conjunto de datos numéricos de ensayos de aspiración con micropipeta, con parámetros conocidos para los tres componentes celulares.

Fig. Simulación del proceso de aspiración con micropipeta de una célula, empleando un modelo de elementos finitos. (núcleo en azul, córtex y citoplasma celular en verde). Este conjunto de imágenes podría servir para poner a punto el algoritmo.

Comportamiento biomecánico de células sinoviales en la artritis reumatoide.

Este proyecto persigue estudiar el comportamiento mecánico de células involucradas en la artritis reumatoide, enfermedad autoinmune que afecta al 5% de personas de más de 70 años. A diferencia de la osteorartritis, la artritis más común causada por el desgaste de las articulaciones, en la artritis reumatoide el sistema inmune es responsable del daño y ataque del tejido articular. El objetivo de este proyecto es investigar la deformabilidad y morfología de células del sinovio (fibroblastos sinoviales) extraídos de pacientes con artritis reumatoide y osteoartritis. La caracterización biomecánica de estas células, por medio de aspiración con micropipeta y ensayos de migración celular, resultaría de interés para entender las diferencias mecanobiológicas entre los fibroblastos sinoviales de la artritis reumatoide y la osteoartritis.

Fig. Izquierda: Corte histológico de la rodilla de un paciente con artritis reumatoide. Se puede apreciar cómo las células sinovales de tipo fibroblasto degrandan el cartílago. Derecha: Corte histológico de la rodilla de un paciente sin artritis. Se aprecia en este caso el comportamiento no patológico de las mismas células.

Estudio del proceso de degradación in vitro de hidrogeles de fibroína de seda con aplicación en medicina regenerativa.

En primer lugar, se emplearán como materia prima capullos naturales de gusanos de seda Bombyx Mori, de los cuales se extraerá fibroína, una proteína con la que el alumno fabricará hidrogeles por aplicación de ultrasonidos. En segundo lugar, se caracterizará cada uno de los hidrogeles a lo largo de la degradación enzimática de los mismos, empleando para ello enzimas fisiológicas, en comparación con estudios de degradación con otras enzimas previamente usadas. El objetivo de este trabajo es aproximarnos al ambiente fisiológico y tratar de simular y conocer, de forma prematura, los cambios que experimentaría el hidrogel al ser implantado en el organismo. Con este propósito se hará uso de técnicas como la sonicación de soluciones, espectrofotometría UV, espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier, ensayos mecánicos, calorimetría diferencial de barrido.
Titulaciones: Biotecnología, Ingeniería Biomédica, Ingeniería de Materiales, Biología.
Plazas: Una
Lugar de realización: Centro de Tecnología Biomédica
Horas semanales: 20
Horas totales: 300
Horario: según disponibilidad horaria del alumno
Fecha Inicio: Octubre-Diciembre 2019
Fecha Final: Junio-Septiembre 2020
Tutor académico y contacto: Francisco Javier Rojo – francisco.rojo@ctb.upm.es
Contactar antes de: Diciembre 2019