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MICROBOTS são dispositivos mecânicos ou eletromecânicos (MEMS), cujos componentes presentam cumprimentos característicos da ordem dos micrômetros. Entre a vasta gama de aplicações, os mais promissores encontram-se no campo da biomedicina, uma vez que estes microbots são os aliados perfeitos para médicos na reparação de células, na cirurgia do olho, na detecção de aneurismas cerebrais, na administração de agentes terapêuticos sem danos colaterais ou para a eliminação de coágulos sanguíneos após um episódio de acidente vascular cerebral. Muitos dos microbots são "swimming-microdevices" de inspiração biológica com
base no mecanismo de propulsão de microorganismos, como bactérias ou espermatozóides, de facto, alguns trabalhos recentes concentraram-se no estudo do movimento desses microbots de acordo com as diferentes técnicas de movimento naturais deste tipo de microorganismos. Outras trabalhos estão baseados no estudo de outras capacidades do robô, como o controle remoto ou a sua autonomia. No entanto, a forma e tamanho do dispositivo desempenha um papel muito importante no estudo do seu escoamento através das condutas principais do corpo humano. Por essa razão, é essencial estudar a micro-hidrodinâmica em profundidade, como é vulgarmente feito com outros veículos a macroescala (carros, aviões ou barcos). Portanto, este projecto visa optimizar a morfologia de microbots a fim de conseguir um movimento mais eficaz no seu escoamento através de diferentes condutas do corpo humano tendo em conta as propriedades VISCOELÁSTICAS dos FLUIDOS BIOLÓGICOS, o que constitui a novidade do presente
trabalho, e uma importante inovação já que até a data não existem trabalhos realizados relacionados com o desta proposta. A complexidade do comportamento reológico dos fluidos biológicos é crucial quando as escalas de comprimento característicos são da ordem dos micrómetros, já que os efeitos elásticos são acentuados, mesmo a baixo número de Reynolds. Neste sentido, experiê  |
Resumo
MICROBOTS são dispositivos mecânicos ou eletromecânicos (MEMS), cujos componentes presentam cumprimentos característicos da ordem dos micrômetros. Entre a vasta gama de aplicações, os mais promissores encontram-se no campo da biomedicina, uma vez que estes microbots são os aliados perfeitos para médicos na reparação de células, na cirurgia do olho, na detecção de aneurismas cerebrais, na administração de agentes terapêuticos sem danos colaterais ou para a eliminação de coágulos sanguíneos após um episódio de acidente vascular cerebral. Muitos dos microbots são "swimming-microdevices" de inspiração biológica com
base no mecanismo de propulsão de microorganismos, como bactérias ou espermatozóides, de facto, alguns trabalhos recentes concentraram-se no estudo do movimento desses microbots de acordo com as diferentes técnicas de movimento naturais deste tipo de microorganismos. Outras trabalhos estão baseados no estudo de outras capacidades do robô, como o controle remoto ou a sua autonomia. No entanto, a forma e tamanho do dispositivo desempenha um papel muito importante no estudo do seu escoamento através das condutas principais do corpo humano. Por essa razão, é essencial estudar a micro-hidrodinâmica em profundidade, como é vulgarmente feito com outros veículos a macroescala (carros, aviões ou barcos). Portanto, este projecto visa optimizar a morfologia de microbots a fim de conseguir um movimento mais eficaz no seu escoamento através de diferentes condutas do corpo humano tendo em conta as propriedades VISCOELÁSTICAS dos FLUIDOS BIOLÓGICOS, o que constitui a novidade do presente
trabalho, e uma importante inovação já que até a data não existem trabalhos realizados relacionados com o desta proposta. A complexidade do comportamento reológico dos fluidos biológicos é crucial quando as escalas de comprimento característicos são da ordem dos micrómetros, já que os efeitos elásticos são acentuados, mesmo a baixo número de Reynolds. Neste sentido, experiências in vitro são fundamentais para as aplicações in vivo de microbots a fim de compreender o patrão de escoamento, sob diferentes condições de fluxo, e as repercussões sobre as paredes do canal.
Nesta proposta, as experiências reológicas serão feitas para selecionar e caraterizar diferentes fluidos viscoelásticos capazes de imitar algum tipo de fluido biológico, tal como o sangue, enquanto que as técnicas de microfluídica serão usadas para estudar a influência da morfologia do microbot sobre a dinâmica de escoamento destes análogos através de diferentes canais que mimetizam geometrias representativas do corpo humano, sob diferentes condições de escoamento. O sucesso desta proposta está garantido pela experiência da equipa. Em particular, os fluidos biológicos análogos a serem utilizados neste projeto serão os análogos de sangue desenvolvidos pelo IP durante os trabalhos de pós-doutoramento que estão a decorrer finaciados pela FCT (SFRH/BPD/69664/2010), que apresentam também o índice de refração adequado para seu uso em modelos in vitro feitos de polydimethylsiloxane (PDMS). A concretização deste projeto irá permitir um avanço significativo a vários níveis: 1) em termos de investigação aplicada, proporcionando uma técnica que pode ser muito útil para os diferentes grupos de investigação de MEMS actualmente em Portugal, elevando o país no ranking europeu da área da investigação, 2) em termos fundamentais, aumentando o conhecimento sobre o escoamento dos principais fluidos biológicos do corpo humano, 3) em termos de desenvolvimento tecnológico, por meio da otimização da morfologia dos swimming-microbots no seu escoamento através das principais condutas do corpo humano com importantes aplicações em biomedicina. |