Skip to content Skip to footer

Miércoles 14 - 15:00

Juanfran Vega

Pequeños Volúmenes, Dinámicas Rápidas: Una Aproximación Microrreológica a Sistemas Biológicos

Comprender el comportamiento viscoelástico de materiales blandos biológicos—como fluidos corporales o hidrogeles basados en polisacáridos—requiere técnicas experimentales capaces de explorar amplios rangos de tiempo y frecuencia. En esta presentación se expone una estrategia de microrreología óptica basada en dispersión dinámica de luz, que permite medir los módulos viscoelásticos en un amplio rango dinámico utilizando tan solo 12 µL de muestra.
Este enfoque capta dinámicas que abarcan desde microsegundos hasta segundos, alcanzando frecuencias equivalentes a velocidades de deformación del orden de 10⁶ s⁻¹—muy por encima de las capacidades de la reometría convencional. Estas altas frecuencias son especialmente relevantes para el estudio de procesos biológicos rápidos, como el parpadeo ocular, el transporte mucociliar o el flujo sanguíneo.
Si bien los avances recientes en microfluídica permiten alcanzar deformaciones similares bajo flujo controlado, la microrreología ofrece una alternativa sin flujo, ideal para materiales preciosos, heterogéneos o estructurados, en los que las condiciones de contorno o el confinamiento pueden alterar la dinámica intrínseca.
Estas capacidades abren nuevas posibilidades para explorar fenómenos viscoelásticos en sistemas biológicos y poliméricos complejos, que permanecen inaccesibles mediante métodos tradicionales, especialmente cuando el volumen de muestra es limitado o la heterogeneidad es un factor clave. Esta aproximación microrreológica, que combina facilidad de implementación con alta resolución temporal, constituye una herramienta práctica y sensible para investigar la mecánica multiescala de la materia blanda biológica.
En nuestro laboratorio, esta metodología ha sido aplicada a una amplia gama de sistemas de relevancia biológica, incluyendo lágrimas (humanas y artificiales) o saliva. Además, permite caracterizar hidrogeles poliméricos con módulos de elasticidad entre 10 y 10⁴ Pa, materiales ampliamente utilizados en ingeniería de tejidos y aplicaciones biomédicas.

Chairperson: Alejandro J. Müller

Instituto de Estructura de la Materia (CSIC), Madrid, España

[1] Espasa-Valdepeñas, J.F. Vega, V. Cruz, J. Ramos, A.J. Müller, J. Martínez-Salazar, Revisiting polymer–particle interaction in PEO solutions. Langmuir 37 (13), 3808–3816 (2019).

[2] J.F. Vega, M. Fernández, A. Cardil, I. Calafel, I. Martínez-Soroa, A.P. Sarriegui, A. Acera. Shedding light on the viscoelastic behavior of artificial and human tears: A microrheological approach. Physics of Fluids 35 (7), 072008 (2023).