Modelado de la respuesta mec´anica de la membrana celular a la aplicaci´on de un campo el´ectrico

A. SOBA; J. MARCHESE

San Luis

Congreso; ANALES AFA; 2015

La electroporaci´on es una t´ecnica que utiliza campos el´ectricos pulsantes para crear poros en la membranacelular. Con campos intensos el poro es irreversible y la c´elula muere, produciendo una ablaci´on exquisitamenteprecisa del tejido indeseable. Con campos menos intensos, el poro es reversible, y permite la entrada de bleomicina(u otras macromol´eculas), provocando la muerte celular por disrupci´on mit´otica selectivamente de aquellas c´elulasque se encuentren en ciclo de replicaci´on celular. La disipaci´on del campo el´ectrico durante la IRE genera, fuera dela zona de ablaci´on, regiones de c´elulas electroporadas reversiblemente, susceptibles a la penetraci´on de drogas.Se ha observado en recientes estudios que al aplicar pulsos el´ectricos, el tejido es expuesto a un campo el´ectricoexterno induciendo cambios en el pH y la isomolaridad del medio que alteran el potencial transmembranal (TMP)y la forma de la c´elula. El grado de electroporaci´on de la c´elula (es decir, ning´un efecto, ECT ´o IRE) dependede la magnitud del TMP inducido y su repuesta mec´anica al mismo. Caracterizar la interacci´on entre camposel´ectricos pulsantes, las membranas celulares y los tejidos, asi tambi´en como analizar el proceso de transportei´onico subyacente en la zona de tratamiento, resulta de fundamental importancia para el problema de la IRE/ECT.En este trabajo se desarrolla un modelo que de cuenta de la respuesta mec´anica de la membrana celular a laaplicaci´on de un campo electromagn´etico mediante el m´etodo de los elementos finitos. Para ello se trabaja sobreuna geometr´ıa bidimensional con simetr´ıa axial lo que permite representar una c´elula esf´erica sim´etrica. Siendoel mallado del dominio a analizar de vital importancia, se ha desarrollado un mallador embebido en el c´odigopara poder aumentar el grado de precisi´on de nuestros elementos finitos sobre la membrana y poder dar cuentaapropiada de su comportamiento. El c´odigo resuelve la distribuci´on de campo el´ectrico sobre el dominio, calcula lastensiones sobre la membrana y la deformaci´on inducida. Los resultados se comparan con resultados experimentalesobtenidos de la literatura.