Desarrollo de técnicas de mallado MEF avanzadas en Traction Force Microscopy 3D

Abstract

En los últimos años, el hecho de que las fuerzas mecánicas juegan un papel central en la toma de decisiones celulares ha llegado a ser evidente y esto ha conducido al campo emergente de la mecanobiología. De esta manera, cuantificar dichas fuerzas celulares ha llegado a ser una cuestión importante en múltiples disciplinas biológicas, ya que estas regulan muchas funciones celulares como la diferenciación, crecimiento o la proliferación celular. La metodología Traction Force Microscopy es quizás la técnica de estimación de fuerzas más usada y exitosa y es en ella donde se enmarca este estudio. El trabajo realizado aquí consiste en el desarrollo de un enfoque relacionado con la técnica de mallado adaptativo, para tratar de mejorar los mallados MEF realizados en la metodología TFM. Este enfoque está basado en la creación de unas capas alrededor de la célula estudiada para conseguir una aglomeración mayor de elementos en sus proximidades, que capten mejor la variación de las magnitudes. Tras esto, se obtienen los resultados tantos para un mallado sin capas como con capas y se comparan. En base a la comparación mencionada, se llegan a una serie de conclusiones y salen a la luz ciertos estudios posibles que pueden ser de ayudas en investigaciones futuras. Por último se adjuntan los códigos generados para que puedan ser de utilidad a otros investigadores.

In the last years, the fact that the mechanic forces play a fundamental role in cellular decisions making has come to be clear and this has led to the emerging field of mechanobiology. Therefore, quantifying this cellular forces has become an important mission in numerous biologic branches, since they regulate many cellular functions as the cell differentiation, growth or proliferation. The methodology Traction Force Microscopy is maybe the most popular and successful force measure technique and this report is framed in it. This work consists in the development of an approach related to the adaptive mesh technique, in order to improve the FEM mesh made by the TFM technology. This approach is based on the creation of some layers in the surroundings of the studied cell, in order to get a bigger agglomeration in its proximities. This agglomeration let the mesh get a better magnitude variation. After that, results are obtained for a layered mesh just like for a non layered mesh, and this results are compared. Taking into consideration the mentioned comparison, few conclusions appear as well as some possible future studies which could be helpful in following researches. Finally, the generated codes are attached in case they may be useful for future researchers.