| Campo DC | Valor | Idioma |
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| dc.contributor.advisor | Rosa, Suélia de Siqueira Rodrigues Fleury | - |
| dc.contributor.author | Nunes, Gustavo Adolfo Marcelino de Almeida | - |
| dc.date.accessioned | 2025-12-11T13:23:51Z | - |
| dc.date.available | 2025-12-11T13:23:51Z | - |
| dc.date.issued | 2025-12-11 | - |
| dc.date.submitted | 2025-07-28 | - |
| dc.identifier.citation | NUNES, Gustavo Adolfo Marcelino de Almeida. Análises computacionais da plataforma microfluídica nacional CHIP-Eny bioinspirada no microambiente de feridas crônicas. 2025. 189 f., il. Tese (Doutorado em Sistemas Mecatrônicos) — Universidade de Brasília, Brasília, 2025. | pt_BR |
| dc.identifier.uri | http://repositorio.unb.br/handle/10482/53407 | - |
| dc.description | Tese (doutorado) — Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2025. | pt_BR |
| dc.description.abstract | Introdução: As feridas crônicas, especialmente as de origem diabética, representam um
desafio clínico crescente, demandando estratégias inovadoras para estudo e desenvolvimento de terapias eficazes. Nesse contexto, dispositivos do tipo Organ-on-a-Chip (OoC) têm
ganhado destaque como ferramentas promissoras por sua capacidade de simular microambientes fisiológicos em plataformas controladas. Este trabalho apresenta o desenvolvimento
do dispositivo microfluídico CHIP-Eny, uma plataforma OoC projetada para o estudo da
angiogênese e cicatrização em feridas diabéticas. Objetivos: O objetivo principal foi desenvolver, modelar, simular e validar um protótipo funcional com tecnologia nacional, aplicando
conceitos de engenharia biomédica, microfabricação e modelagem matemática. Os objetivos específicos incluíram: (i) revisão sistemática da literatura sobre dispositivos OoC; (ii)
projeto e fabricação de protótipos com resinas biocompatíveis via impressão 3D; (iii) modelagem matemática por meio da abordagem Bond Graph; (iv) simulações computacionais em
ambiente in silico; e (v) validação estrutural e biológica in vitro. Metodologia: Foram desenvolvidas dez versões iterativas do CHIP-Eny, com destaque para as versões V9 e V10, que
apresentaram melhor desempenho microfluídico e estrutural. As simulações numéricas com
OpenFOAM e SolidWorks permitiram otimizações geométricas precisas, garantindo fluxo
laminar, distribuição uniforme de tensões e compatibilidade com bombas peristálticas. A
modelagem Bond Graph representou adequadamente os acoplamentos físicos e bioquímicos
do sistema. Resultados: As versões finais do dispositivo, especialmente V9 e V10, foram validadas experimentalmente com sucesso, demonstrando vedação eficaz, integridade estrutural,
biocompatibilidade e aderência celular em modelos 2D e 3D, mesmo sob fluxo dinâmico.
Esses resultados confirmam o potencial do CHIP-Eny como uma ferramenta translacional
para aplicações laboratoriais e futuras investigações clínicas. Conclusão: Como resultado
do processo integrado de desenvolvimento, foi depositada a patente nacional do dispositivo (BR 20 2025 004913 4), e estabelecida parceria institucional com o CNPEM, incluindo
visitas técnicas e treinamentos. A expectativa futura é de continuidade do projeto em ensaios pré-clínicos e inserção do produto no mercado por meio de uma spin-off acadêmica,
consolidando um ciclo completo de inovação dentro da universidade. | pt_BR |
| dc.description.sponsorship | Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e Fundo de Apoio à Pesquisa do Distrito Federal (FAPDF). | pt_BR |
| dc.language.iso | por | pt_BR |
| dc.rights | Acesso Aberto | pt_BR |
| dc.title | Análises computacionais da plataforma microfluídica nacional CHIP-Eny bioinspirada no microambiente de feridas crônicas | pt_BR |
| dc.type | Tese | pt_BR |
| dc.subject.keyword | Feridas diabéticas | pt_BR |
| dc.subject.keyword | Protótipo | pt_BR |
| dc.subject.keyword | Engenharia biomédica | pt_BR |
| dc.subject.keyword | Modelagem matemática | pt_BR |
| dc.rights.license | A concessão da licença deste item refere-se ao termo de autorização impresso assinado pelo autor com as seguintes condições: Na qualidade de titular dos direitos de autor da publicação, autorizo a Universidade de Brasília e o IBICT a disponibilizar por meio dos sites www.unb.br, www.ibict.br, www.ndltd.org sem ressarcimento dos direitos autorais, de acordo com a Lei nº 9610/98, o texto integral da obra supracitada, conforme permissões assinaladas, para fins de leitura, impressão e/ou download, a título de divulgação da produção científica brasileira, a partir desta data. | pt_BR |
| dc.description.abstract1 | Introduction: Chronic wounds, especially those of diabetic origin, represent an increasing
clinical challenge, demanding innovative strategies for investigation and the development of
effective therapies. In this context, Organ-on-a-Chip (OoC) devices have gained prominence
as promising tools due to their ability to simulate physiological microenvironments in
controlled platforms. This study presents the development of the CHIP-Eny microfluidic
device, an OoC platform designed for the study of angiogenesis and wound healing in
diabetic ulcers.
Objectives: The main objective was to develop, model, simulate, and validate a functional
prototype using national technology, applying concepts from biomedical engineering, microfabrication, and mathematical modeling. The specific objectives included: (i) a systematic
literature review on OoC devices; (ii) design and fabrication of prototypes using biocompatible resins through 3D printing; (iii) mathematical modeling using the Bond Graph approach;
(iv) computational simulations in an in silico environment; and (v) structural and biological
in vitro validation.
Methodology: Ten iterative versions of the CHIP-Eny were developed, with versions V9
and V10 showing superior microfluidic and structural performance. Numerical simulations using OpenFOAM and SolidWorks enabled precise geometric optimizations, ensuring
laminar flow, uniform stress distribution, and compatibility with peristaltic pumps. The
Bond Graph modeling effectively represented the physical and biochemical couplings of the
system. Results: The final versions of the device, especially V9 and V10, were successfully
validated experimentally, demonstrating effective sealing, structural integrity, biocompatibility, and cell adhesion in both 2D and 3D models, even under dynamic flow conditions. These
results confirm the potential of CHIP-Eny as a translational tool for laboratory applications
and future clinical investigations. Conclusion: As a result of the integrated development
process, a national patent for the device was filed (BR 20 2025 004913 4), and an institutional
partnership was established with CNPEM, including technical visits and training sessions.
Future expectations include the continuation of the project with preclinical trials and market
insertion of the product through an academic spin-off, consolidating a complete innovation
cycle within the university | pt_BR |
| dc.description.unidade | Faculdade de Tecnologia (FT) | pt_BR |
| dc.description.unidade | Departamento de Engenharia Mecânica (FT ENM) | pt_BR |
| dc.description.ppg | Programa de Pós-Graduação em Sistemas Mecatrônicos | pt_BR |
| Aparece nas coleções: | Teses, dissertações e produtos pós-doutorado
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