Para la tamización de la concentración de medicamentos dirigidos, se ha diseñado y fabricado un dispositivo integrado de microfluidos con un generador de gradiente de concentración para el cultivo celular simultáneo. Se ha estudiado el principio de generación de gradiente de concentración dentro del dispositivo, el campo de concentración, el campo de velocidad y las características del cultivo celular simultáneo. En primer lugar, se diseñó un modelo de microcanales capaz de generar un gradiente de concentración 5:1:0 basado en el principio del circuito equivalente, y se diseñó una estructura de unidad de concentración de medicamento para afectar el cultivo celular en serie-paralelo, lo que permitió la integración de la unidad de gradiente de concentración con la unidad de cultivo celular simultáneo. Luego, el campo de velocidad y el campo de concentración se verificaron mediante la simulación FEM de Comsol. Finalmente, se fabricó un dispositivo de microfluidos mediante la tecnología de grabado suave, y se simuló la distribución de la concentración de medicamentos utilizando soluciones de fluoresceína de sodio y suspensiones de poliestireno de 1 µm de diámetro; las células Hela y A549 se cultivaron en el interior del dispositivo, y se analizaron las curvas de crecimiento de las dos tipos de células y la focalización del receptor del ácido fólico. Los resultados de la simulación y la experimentación mostraron que el dispositivo de microfluidos diseñado podía generar un gradiente de concentración definido (relación de concentración 5:1:0), con una diferencia de concentración dentro de cada unidad de cultivo celular inferior al 0,1%; la distribución de la velocidad del flujo dentro de la unidad de cultivo celular era uniforme, siendo la velocidad promedio del flujo dentro de la unidad de cultivo (7,1±0,3) μm/s. El crecimiento de los dos tipos de células seguía una curva de crecimiento del tipo S, y la experimentación de tinción de membranas celulares mostró que se podía realizar un cultivo simultáneo de las dos tipos de células dentro del dispositivo de microfluidos. Los resultados del estudio mostraron que el dispositivo de microfluidos podía simular el entorno de flujo celular dentro del cuerpo, proporcionando una plataforma tecnológica para la tamización de la concentración de medicamentos dirigidos y la terapia personalizada.

Control del flujo del cultivo; Microentorno celular; Tamización de la concentración de medicamentos dirigidos; Cultivo simultáneo