Redes nanoestructuradas para bioconducción

Proponemos un sistema de estimulación, registro y soporte fabricado con materiales biocompatibles y biodegradables con una estructura nanofibrilar. Nuestro producto está basado en redes que imitan el entorno real celular y, además, presentan características electroconductoras que las hacen atractivas para estudios in vitro, en especial en aquellos tejidos o células que requieren estimulación eléctrica. El sistema contiene diseños de electrodos que pueden ser utilizados para estimular y biosensar la actividad celular. Las membranas pueden diseñarse para que quepan en placas de varios pocillos y se puedan conectar fácilmente en arrays hacia equipos utilizando placas de cultivo estándares. Como perspectiva a futuro, nuestra propuesta apunta a ser implementada como un producto médico implantable con características únicas para ser utilizado en pacientes que hayan sufrido lesiones en médula espinal, sistema nervioso periférico, daños en tejidos cardíacos, etc.

Nombre y Apellido: Leandro Monsalve
Provincia: Ciudad de Buenos Aires
Perfil: Soy Químico, con formación de posgrado en biotecnología y en materiales. Soy Investigador Adjunto de CONICET y profesional del Departamento de Nanomateriales del INTI. Trabajo en el desarrollo de materiales conductores nanoestructurados con aplicación en sensores e interfases biológicas. Tengo la misión de emplear mi conocimiento en el desarrollo de productos novedosos con impacto en la sociedad. Estoy particularmente interesado en sistemas flexibles, biocompatibles y capaces de fabricarse en áreas grandes. Busco complementarme, asociándome con gente (investigadores, empresas, inversores) que compartan mi visión y me complementen con otras formaciones y herramientas, de modo de poder alcanzar objetivos comunes.
Video: https://youtu.be/T6IcSOupOVI
¿En qué etapa se encuentra tu proyecto?: Proyecto
¿Hace cuánto venís trabajando en tu idea/proyecto?: De 1 año a 2 años
Temática ¿Sobre qué sector tiene impacto tu emprendimiento?: SALUD
¿Tenes equipo? ¿Cómo se conforma? Roles y responsabilidades.: M. Alejandra Sánchez: Caracterización electroquímica de los materiales y electrodos; Gestión de adquisición de insumos. Marcelo Vázquez: Exploración de mercado y desarrollo comercial del producto. M. Cecilia Socci: Ensayos de validación biológica de los electrodos y búsqueda bibliográfica. Fabricio Molinari: Fabricación y caracterización morfológica de los materiales; Adquisición de insumos. Andrea Paola Rodríguez: Coordinación de los ensayos de validación biológica de los electrodos. Leandro Monsalve: Coordinación del proyecto, Prototipado de los electrodos y caracterización eléctrica. Daniel La Valle: Prototipado de los electrodos y su caracterización eléctrica, y búsqueda de estado del arte y propiedad. Anahí Medrano: preparación de dispersiones para fabricación de mantas.
Describí el problema que da origen al proyecto: La estimulación eléctrica de células in vitro, incluyendo células madre, neuronales y musculares, es un método ampliamente establecido para evaluar mecanismos fisiológicos o fisiopatológicos en diversos campos de investigación. La infraestructura convencional utilizada en los experimentos de estimulación eléctrica in vitro normalmente es diseñada por el usuario, es costosa y requiere un alto nivel de habilidad para usar y mantener. Este hecho está directamente relacionado con altos tiempos de implementación y diseño del experimento con consecuente dificultad de realizar mediciones en simultáneo. Una consecuencia directa de todo esto es la baja repetitividad que tienen los ensayos al no disponer de dispositivos estandarizados. Se sabe también que ciertos tipos celulares son de difícil mantenimiento ya que presentan baja viabilidad y problemas de adhesión, y con ello aumentan los costos y los esfuerzos del usuario por mantener estos cultivos. Por esto es necesario proveerles de un sustrato biocompatible y con características adecuadas para aumentar la proliferación y adherencia celular.
Describí la solución que proponés: Nuestra manta posee una nanoarquitectura que imita la morfología de la matriz extracelular, lo cual promueve la adhesión y proliferación de diferentes tipos celulares. Además, nuestro dispositivo presenta una superficie recubierta con un polímero conductor, lo cual aumenta las posibilidades de utilizarla como soporte de crecimiento y, a su vez, de estimulación eléctrica. Esta propiedad tiene efectos altamente beneficiosos en ciertas respuestas celulares como ser: proliferación, diferenciación de células madres, liberación de factores bioactivos, regulación génica, migración, etc. Nuestro diseño presenta una tecnología estandarizada que permitirá agilizar la preparación de los ensayos al no ser necesario invertir tiempo en el diseño y fabricación del sistema de medición, lo que acorta los tiempos de cultivo y optimiza el desempeño del investigador. Esta membrana conductora tiene potencial para ser utilizada en área de medicina regenerativa como un implante para reemplazar y regenerar tejidos, en especial en aquellos que requieren estimulación eléctrica. Por ejemplo, en lesiones en tejido nervioso, las cuales hasta el día de hoy, no encuentran solución.
Describí los objetivos de tu proyecto: 1) Fabricar un prototipo para crear una herramienta de estimulación y monitoreo en cultivos celulares empleando una nanomanta de fibras poliméricas que actúa como soporte y electrodo para electroestimulación. Las mismas fueron fabricadas utilizando materiales biocompatibles y conductores de la electricidad. 2) Realizar caracterizaciones y validaciones de los dispositivos.3) Buscar socios estratégicos para fabricación, comercialización y distribución del producto.
Sostenibilidad y sustentabilidad económica: Clientes posibles: investigadores que trabajen con cultivos celulares que requieren estimulación eléctrica, distribuidoras científicas que proveen de insumos a cualquier laboratorio del mundo, grupos de Investigación que estén realizando ensayos preclínicos, y requieran el dispositivo como implante para regenerar y estimular tejidos dañados, y en última instancia, el mismo podría ser requerido por Hospitales para el tratamiento de pacientes con lesiones severas como es el caso de la lesión medular. Aliados estratégicos: empresas de distribución ya que tienen la posibilidad de ofrecer un nuevo producto en su catálogo y presentar la innovación en el área de cultivos, a su vez científicos o médicos que avalen la veracidad y las características del producto. Para comercializar el proyecto, se contactará a fabricantes de productos médicos y potenciales inversores. Con estos socios se desarrollarán campañas de promoción del producto en Internet, congresos y visitas a laboratorios.
Solución novedosa ¿Por qué tu solución es innovadora?: Como se dijo anteriormente, no es de nuestro conocimiento que exista en el mercado un producto similar que pueda actuar como soporte para crecimiento celular y al mismo tiempo ser una herramienta para estimulación electrofisiológica de los cultivos adheridos a las nanomembranas. Además cuenta con la característica de ser diseñado con tamaños estándares por lo cual puede ser utilizado en distintos laboratorios de Investigación en todo el mundo. Por todo esto, estamos convencidos que el sistema es innovador y que cuenta con potencial para convertirse en una valiosa herramienta en el área de cultivos celulares, con futuro potencial en el área de la Medicina Regenerativa.
Validación técnica ¿Por qué un acompañamiento de técnicos del INVAP te ayudará a materializar y/o potenciar tu idea/ proyecto?: El INVAP nos puede asesorar en la optimización de los diseños de las tapas de las placas, para que las mismas puedan ser esterilizadas por diversos métodos (o sean descartables) y cuenten con fichas de conexión estandarizadas para los equipos de medición y estimulación eléctrica.También podremos recibir asesoramiento para la validación de este producto ante autoridades regulatorias a nivel nacional e internacional para poder certificar nuestro desarrollo como dispositivo médico.
Validación social: El público objetivo es la comunidad científica, sobre todo aquellos sectores que trabajen con cultivos celulares y que deseen incorporar una nueva herramienta a su laboratorio.El dispositivo puede testearse en distintos laboratorios empleando diferentes tipos celulares para evaluar las respuestas y así ir generando diferentes registros para ser utilizados como patrón en el futuro.Por el momento nuestro grupo no ha llevado a cabo estas actividades.