Dispositivo para detectar cambios en el líquido de las articulaciones
Algunos materiales son de tipo elástico y fibroso debido a la presencia de moléculas muy largas y flexibles que resisten la deformación tras la aplicación de una tensión longitudinal. Los polímeros fundidos y el queso fundido son un ejemplo de estos materiales. También lo son importantes compuestos biológicos como la saliva, el moco y el líquido sinovial, que lubrica y protege las superficies cartilaginosas de las articulaciones de los mamíferos. En los pacientes con artritis, la viscoelasticidad del líquido sinovial está reducida. Ahora, un sistema microfluídico, basado en microcanales de flujo, desarrollado en el marco del proyecto financiado por la Unión Europea MICRO-BIORHEOLOGY permite la caracterización reológica del líquido sinovial sometido a deformaciones de elongación. Este también podría ser empleado para el estudio de otros fluidos. Los investigadores se centraron en el ácido hialurónico, un polisacárido que se encuentra en grandes cantidades en el líquido sinovial. Las inyecciones de ácido hialurónico son uno de los tratamientos de la osteoartritis. Una mejor comprensión de las propiedades reológicas del ácido hialurónico y del líquido sinovial conducirá no solo a un mejor diagnóstico basado en muestras de fluidos corporales, sino también a mejores tratamientos. El dispositivo microfluídico para la caracterización del flujo extensional (reológico), denominado reómetro extensional biaxial optimizado (OSCER), emplea de manera independiente los canales biaxiales («cross-slots») para lograr la deformación de muestras microscópicas de fluidos. En primer lugar, el equipo de investigación confirmó que este dispositivo reproduce con precisión simulaciones de dinámicas de fluidos del flujo de líquidos sencillos como el agua o modelos de fluidos viscoelásticos de polímeros. Empleando un microscopio de luz polarizada para la visualización de soluciones de polímeros, los investigadores descubrieron que los cambios en la intensidad de la luz transmitida son proporcionales al estrés del fluido. Este hecho convierte a estos cambios en una medida útil de la resistencia a la deformación por elongación, es decir, a la viscosidad extensional o elongacional. Posteriormente, los investigadores midieron la viscosidad extensional de modelos de líquido sinovial basados en soluciones de ácido hialurónico. Para cada prueba de fluido, la medida de la viscosidad extensional obtenida por el dispositivo fue unas cincuenta veces mayor que la medida de la viscosidad de cizalla obtenida por un reómetro convencional. Esto muestra que el líquido sinovial se endurece en respuesta a la tensión o fuerzas de deformación. En la práctica esto significaría que el líquido sinovial aumenta su densidad según es comprimido entre las superficies articulares, favoreciendo la absorción de los golpes y evitando el daño, especialmente en el caso de fuertes impactos súbitos. Estudios posteriores demostraron que las diferencias en el índice de refracción pueden ser empleadas para evaluar las propiedades moleculares del ácido hialurónico. Esto favorece la posibilidad de caracterizar el ácido hialurónico en muestras reales de líquido sinovial para evaluar su degradación. Los métodos podrían proporcionar la base para el desarrollo de un conjunto de herramientas de diagnóstico, que también podrían servir para llevar a cabo un seguimiento del desarrollo de la enfermedad a partir de muestras de líquido sinovial obtenidas por biopsia.
Palabras clave
Microfluídico, viscosidad, osteoartritis, líquido sinovial, ácido hialurónico, canales biaxiales
