Multiscale nonlinear mechanics of soft biological tissues

• Autores: Ignasi Jorba Masdeu
• Directores de la Tesis: Daniel Navajas Navarro (dir. tes.)
• Lectura: En la Universitat de Barcelona ( España ) en 2019
• Idioma: español
• Tribunal Calificador de la Tesis: Xavier Trepat (presid.), Raimon Jané Campos (secret.), Alessandro Podesta (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Biomedicina por la Universidad de Barcelona
• Materias:
  • Ciencias de la vida
    • Biofísica
      • Biomecánica
    • Fisiología humana
      • Fisiología de la respiración
  • Ciencias tecnológicas
    • Tecnología médica
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: TESEO
• Resumen

  • Los órganos y tejidos de nuestro cuerpo estan principalmente compuestos por células y matriz extracelular (ECM). La ECM define la estructura tridimensional del tejido y sirve de soporte estructural y físico para las células residentes. En particular, el comportamiento celular está influenciado por la rigidez de la ECM a nivel microscópico. A nivel macroscó p ico, las p ropiedades mecánicas del tefido son altamente no lineales con el rnvel de estIramIento, pero se desconoce su comportamiento en la mIcroescala. Las técnicas más comunmente usadas para estudiar las propiedades mecánicas a nivel micro-y macroscópico son el microscopio de fuerza atómica (AFM) y ensayos tensiles, respectivamente. Alteraciones en mecánica del tejido se han asociado con la aparición y desarollo de enfermedades como el infarto de miocardio, la fibrosis pulmonar, la enfermedad de Alzheimer y cáncer, entre otras. En concreto, se ha asociado la falta de hormonas en la menopausia a un aumento del r,esgo de fallo cardiaco, debido a un cambio de las propiedades mecánicas del miocardio. Además, la enfermadad de Alzheimer se ha asociado a una disminución de la rigidez del tejido cerebral. Aun así, se desconoce el etecto de la hIpoxIa mterrrntente, caractenstIca ae la apnea obstructiva del sueño (OSA) y que está intimamente asociada a pacientes que padecen Alzheimer, en las rigidez cerebral. Así, el objetivo general de esta tesis fue estudiar las prop1caadc:; rnccámca:; de tcJIdos a rnvci mu1t1cscaia, des de ia 1rncromccárnca a rnvci celular hasta la macromecánica a nivel de tejido. En particular se ha estudiado en pulmón, corazón y cerebro. Los objetivos específicos fueron: 1. Diseñar, construir e i111µíe11h,:11l.or UII ;,í::,l111d ue ueíur111dr..iú11 ue L.U!le:. Lie ECM L.Ulllµdliult:: t.UII AFM. 2..

    Estudiar las propiedades mecánicas multiescala del pulmón a diferentes niveles de estiramiento del tejido. 3. Estudiar el efecto de la pérdida de hormonas sexuales en la propiedades rnacromecán1cas del rrliocan:Ho en un modelo de rat6n de menopausia, inducida por ovariectomia. 4. Estudiar las propiedades micromecánicas del tejido cerebral del efecto de la edad hipoxia intermitente en un modelo de ratón de A!z:hc!mcr. A p􀎊rt:r de fo$ rcsu!t;Jdos obtcn!do5 en r􀀂 presente tcs:s, :;e obtuvieron l􀂈s siguientes conclusiones: l. Se ha construido un dispositivo capaz de deformar cortes de ECM para estudiar la micromecánica con AFM a distintos niveles de estiramiento del tejido