UPM Biomedicals produce un hidrogel altamente biocompatible, GrowDex®, que permite a los investigadores de todo el mundo centrarse en el desarrollo de principios activos farmacéuticos para su uso en humanos utilizando menos material animal. Para que las células formen órganos diminutos (organoides y esferoides), necesitan un entorno fibroso que imite la matriz extracelular de nuestro cuerpo. Normalmente, se utilizan materiales de origen animal para crear estas condiciones de cultivo en 3D. GrowDex es un hidrogel listo para usar, que se obtiene a partir de madera de abedul y, por lo tanto, no contiene ningún material de origen animal o humano.
GrowDex es térmicamente estable a temperaturas de entre 0 °C y más de 100 °C, lo que lo hace ideal para la automatización y el cribado de alto rendimiento. GrowDex es un material que adelgaza por cizalladura. Esto significa que la viscosidad cambia con la fuerza ejercida sobre el material: a alta presión de dispensación es líquido, y en cuanto se libera la presión, el material se estabiliza y vuelve a ser viscoso. Como las nanofibras de celulosa no se reticulan en el interior del material, sino que sólo se entrecruzan, el material es un auténtico hidrogel. Esto requiere una atención especial en lo que respecta al control de la presión generada en el sistema de dispensación.
Por ello, UPM Biomedicals solicitó a los expertos del Festo LifeTech Application Center un análisis de viabilidad para la dosificación automatizada de un hidrogel que se adelgaza por cizallamiento. El objetivo era alcanzar de forma fiable los valores de CV (coeficiente de variación) especificados para dos volúmenes objetivo: 25 µl y 100 µl. Estos volúmenes son los típicos para dispensar en placas microtituladoras de 96 y 384 pocillos.
“A menudo dosificamos líquidos a medida de las necesidades del cliente. Cuando vi por primera vez el hidrogel GrowDex en las jeringas, supe que no sería fácil dispensarlo, ni siquiera en forma diluida. Pero también sé que nuestro sistema ofrece muchas posibilidades para encontrar la solución adecuada", afirma Manuel Rausch, ingeniero de aplicaciones de Festo.
Festo apuesta por el método de dosificación controlada por presión para la manipulación de líquidos automatizada. Parámetros como la presión y el tiempo de apertura pueden adaptarse con flexibilidad a las propiedades del líquido. Para la prueba se variaron tanto los productos de Festo utilizados como los parámetros del proceso, por ejemplo, las válvulas separadas del fluido, las agujas, las presiones y los tiempos de apertura de las válvulas.