Desarrollo de algoritmos para impedancia eléctrica espectral con aplicación a dispositivos médicos

En este trabajo, analizamos datos experimentales obtenidos al aplicar la técnica de espectroscopía de impedancia eléctrica celular (Electric Cell-substrate Impedance Sensing, ECIS) a monocapas de células Madin-Darby Canine Kidney tipo II (MDCK II) cultivadas en microelectrodos de diferentes tamañ...

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Detalles Bibliográficos
Autor principal: Buchini Labayen, Ana C.
Formato: Tesis NonPeerReviewed
Lenguaje:Español
Publicado: 2021
Materias:
Física
[Electric Cell-substrate Impedance Sensing
ECIS
Model comparison
Comparación de modelos
Microelectrodes
Microelectrodos
Variable radius
Radio varible
Mesoscopic model
Modelo mesoscópico]
Acceso en línea:http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/951/1/1Buchini.pdf
Aporte de:
Repositorio Institucional Centro Atómico Bariloche e Instituto Balseiro (RICABIB) de Instituto Balseiro
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description En este trabajo, analizamos datos experimentales obtenidos al aplicar la técnica de espectroscopía de impedancia eléctrica celular (Electric Cell-substrate Impedance Sensing, ECIS) a monocapas de células Madin-Darby Canine Kidney tipo II (MDCK II) cultivadas en microelectrodos de diferentes tamaños. Desarrollamos, presentamos y validamos el modelo Mesoscópico, un nuevo modelo de ECIS que incluye simultáneamente las propiedades de una célula individual y los tamaños del microelectrodo y del aislante (región entre el microelectrodo y el contraelectrodo o tierra eléctrica). Ajustamos los datos experimentales a cuatro modelos: i ) modelo de Giaever-Keese (GK), modelo estándar actual, ii ) modelo de Lo-Giaever-Keese (Lo-GK), extensión del modelo GK para células epiteliales como las MDCK II, iii ) modelo de Campo Medio (Mean Field, MF), modelo alternativo, y iv ) modelo Mesoscópico. Evaluamos el efecto del radio del microelectrodo sobre las impedancias medidas y sobre los parámetros proporcionados por los diferentes modelos de ECIS. Estos parámetros representan propiedades celulares que dependen de las células, del material del microelectrodo y del pretratamiento celular que reciben, entre otras cosas, por lo que deberán ser invariables al cambio en el radio del microelectrodo utilizado en las mediciones. A pesar de que encontramos que los parámetros dependen del radio del microelectrodo utilizado, demostramos que el modelo Mesoscópico representa los datos experimentales para un rango amplio de radios de microelectrodos, ya que un único conjunto de parámetros permitió un ajuste bueno de las resistencias y las capacidades de los microelectrodos de radios variables cubiertos con células. Finalmente, el modelo Mesoscópico resulta ser más general que los modelos existentes, ya que es capaz de comportarse como los modelos GK y Lo-GK cuando no se considera la presencia de aislante, y se comporta como el modelo MF cuando el aislante modelado es considerado innito.
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