Micro-Nano-Bio Systems for on-line monitoring of in vitro biofilm responses

• Autores: Oscar Emilio Estrada Leypón
• Directores de la Tesis: Salvador Borrós Gómez (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat Ramon Llull ( España ) en 2015
• Idioma: inglés
• Tribunal Calificador de la Tesis: Ramón Bragós Bardía (presid.), Montserrat Agut Bonsfills (secret.), Andrew Tobias Aveling Jenkins (voc.), Rosa Villa Sanz (voc.), Renate Forch (voc.)
• Materias:
  • Física
    • Electrónica
      • Piezoelectricidad
  • Química
    • Química analítica
      • Microscopia
    • Bioquímica
      • Química microbiológica
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: TDX
• Resumen

  • El trabajo presentado en esta tesis doctoral tiene como principal objetivo la contribución en el campo de la microbiología para entender los biofilms y el posible control de desarrollo mediante el uso de métodos y enfoque multidisciplinar. Los biofilms están definidos como comunidades de microorganismos que crecen embebidos en una matriz exopolisacárida y se adhieren a una superficie inerte o tejido vivo. La formación de los biofilms bacterianos tiene un gran interés en microbiología clínica debido al desarrollo de infecciones que son causadas por contacto directo o por colonización de dispositivos médicos implantados y prótesis. Actualmente se consideran la causa de más del 60 % de las infecciones bacterianas. El problema de los biofilms bacterianos a nivel clínico es que muestran mejor resistencia a antibióticos llegando incluso a ser de 500 a 5000 veces más resistentes a agentes antimicrobianos comparado a la misma bacteria planctónica (bacteria en suspensión). Ha habido muchas tentativas de adaptar métodos a laboratorios clínicos donde se reproducen las condiciones para el desarrollo de biofilms, pero aún no se ha llegado a obtener óptimos protocolos estándar para este propósito de monitorizar la formación y toxicidad en tiempo real. Ha crecido el interés en diseño, desarrollo y utilización de dispositivos de microfluídica que puedan emular los fenómenos biológicos que ocurren con diferentes geometrías, dinámica de fluidos y restricciones de transporte de biomasa en microambientes fisiológicos. La investigación descrita en esta tesis se lleva a cabo con diferentes métodos ¿label-free¿ basados en variación acústica y/o propiedades eléctricas para la monitorización de biofilms. El trabajo presentado en esta monografía describe un dispositivo ¿custom-made¿ para la utilización de Espectroscopia de impedancia electroquímica como herramienta útil para obtener información de adherencia y formación de biofilms. El hecho de añadir nanopartículas como segundo biosensor permite la correlación de biofilm con su toxicidad en tiempo real para la detección del punto óptimo del tratamiento de biofilms. Finalmente el diseño de esta tecnología es usada para el ensayo de la respuesta de biofilms a antibióticos como modelo in vitro de infecciones causadas por biofilms.