Medición en Tiempo Real de las Fuerzas Contractiles de Cardiomiocitos Autoorganizados en Microcantiléveres de Biopolímero Híbrido

Presentamos un microcantiléver de biopolímero híbrido microfabricado, en el que se puede medir y estudiar la fuerza contractil de cardiomiocitos autoorganizados, como un prototipo para el desarrollo de actuadores impulsados por células. El microcantiléver está hecho de un sustrato flexible, transparente y biocompatible de poli(dimetilsiloxano), utilizando una técnica de microfabricación simple. Sembrar y cultivar cardiomiocitos en el cantiléver específico nos permite realizar mediciones altamente sensibles, cuantitativas y no invasivas de la fuerza contractil de las células autoorganizadas en tiempo real. Los movimientos del microcantiléver mostraron buena concordancia con una solución analítica basada en la ecuación de Stoney y el modelado por elementos finitos (FEM) del sistema híbrido. La inmunotinción de las células en el sistema híbrido mostró una alineación continua de alto orden de filamentos de actina y una organización sarcomérica paralela en la dirección del eje longitudinal del microcantiléver sin restricciones estructurales, como microestrías o líneas, y probó nuestro FEM y la contracción sincrónica de los cardiomiocitos. El dispositivo presentado debería facilitar la medición de la fuerza contractil de cardiomiocitos autoorganizados en un área específica, lo que puede ayudar a entender la insuficiencia cardíaca y al diseño de actuadores óptimos de biopolímero híbrido, así como asistir en el desarrollo de un sistema de motor a escala micrométrica impulsado por células.