INVESTIGADORES
SANSINENA Marina Julia
congresos y reuniones científicas
Título:
MODELADO MATEMÁTICO DEL PROCESO DE CRIOPRESERVACIÓN DE MATERIAL BIOLÓGICO
Autor/es:
SANTOS, MV; M. SANSINENA; J. CHIRIFE; N. ZARITZKY
Lugar:
Los Cocos, Cordoba
Reunión:
Congreso; III Reunión Interdisciplinaria de Tecnología y Procesos Químicos; 2014
Resumen:
En los últimos años se ha
incrementado el interés por la aplicación de tecnologías reproductivas en especies
animales mediante la criopreservación de gametas (ovocitos y espermatozoides).
Los procesos necesarios para la criopreservación exitosa de gametas femeninas y
masculinas difieren principalmente debido a que el volumen de los ovocitos es mucho
mayor que el de los espermatozoides. La criopreservación de espermatozoides es realizada
con tasas bajas de enfriamiento que permiten el equilibrio osmótico. En la
etapa final del procedimiento las muestras en pajuelas de polipropileno son
suspendidas en vapor de nitrógeno (NV) sobre nitrógeno líquido (NL) para su
congelamiento, con la consiguiente exposición a distintos gradientes de
temperaturas lo que resulta en gran variabilidad en el tiempo requerido para
lograr la congelación. Este
procedimiento de enfriamiento lento no es efectivo en ovocitos, para los cuales
deben aplicarse tasas de enfriamiento ultrarrápidas a fin de lograr
vitrificación en lugar de congelamiento, evitando así la formación de hielo
intracelular y lisis celular. A fin de alcanzar las tasas de enfriamiento
necesarias para lograr la vitrificación de las muestras, es necesario utilizar dispositivos
de volúmenes mínimos (≤1 µl). El reducido volumen de las muestras hace que sea dificultoso determinar las historias
térmicas de las mismas durante su enfriamiento y estudiar experimentalmente la
performance de los dispositivos usados. El modelado matemático del fenómeno de
transferencia de energía permite la obtención de los perfiles de temperatura en
estos dispositivos. En el presente trabajo se utilizó el método de los elementos finitos para modelar
numéricamente problemas complejos de transferencia de energía con y sin cambio
de fase en dominios de geometrías irregular como los que se presentan en la
criopreservación de espermas y ovocitos. Se determinó la velocidad de enfriamiento/
vitrificación de los dispositivos para criopreservar ovocitos (Cryoloop®
,Cryotop® ,Miniflex® and Open Pulled Straw) teniendo en cuenta los coeficientes
de transferencia de calor en NL y la geometría irregular. En el caso de
espermas se determinaron los tiempos de congelación analizando el efecto de la temperatura
de NV en función de la distancia de
ubicación de pajuelas/OPS a partir de la superficie del NL; en este caso se
consideró el cambio de fase durante la congelación y las propiedades
termofísicas de la solución variables con la temperatura así como las del material
del dispositivo.