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HEMOSPHERE – Prototipado de microfluidos procesadores de sangre en HPC-Cloud
Nombre organización: AENITIS TECHNOLOGIES S.A.S.
Otras organizaciones participantes

Electric Ant Lab (EAL).

SURFsara.

Fuente de financiación:

Comisión Europea Horizonte 2020.

Tipo de problema / sector: Fluidos-Microfluídica

Aplicación: Cloud-Simulación.

Empresa:

AENITIS TECHNOLOGIES S.A.S. es una compañía de microfluidos francesa que está desarrollando un dispositivo para el procesado de muestras de sangre. ELECTRIC ANT LAB B.V. es una empresa de software alemana especializada en simulaciones complejas de fluidos. SURFSARA es la compañía operadora del supercomputador nacional alemán, el centro de HPC Cartesius.

Reto:

ELECTRIC ANT LAB (EAL) ha desarrollado HemoSphere para la simulación detallada de fluidos complejos. Esta tecnología puede ser aplicada a la creación de prototipos de chips de microfluidos. La industria de los microfluidos es una tecnología médica y de equipos reciente, caracterizada por fenómenos a pequeña escala difíciles de observar. En este campo existe una gran demanda de métodos más coste-efectivos para el prototipado de nuevos chips, en oposición al proceso de prueba y error. El reto de este experimento era replicar el comportamiento y los fenómenos a pequeña escala de un chip de acustoforesis en una herramienta de simulación basada en navegador.

Solución:

Se desarrolló un modelo de simulación para el dispositivo de microfluidos de AENITIS (mejorado respecto a los modelos anteriores) incorporando expresamente la generación de la onda de sonido al sistema. En vez de asumir que la onda sonora induce algunas fuerzas, el modelo permite que las fuerzas acústicas se desarrollen naturalmente a partir de la interacción de la onda sonora con las partículas presentes en el canal microfluídico (células sanguíneas). De esta manera, se puede generar un mayor conocimiento y comprensión de los procesos que tienen lugar en el dispositivo de microfluidos.

Beneficio:

La utilización de simulaciones en el desarrollo de dispositivos de microfuidos acustoforéticos como el desarrollado por AENITIS puede reducir significativamente los costes de desarrollo. En el laboratorio, una única geometría de microfluidos necesita ser sometida a una gran serie de tests para estudiar su rendimiento. Con la misma aproximación en HemoSphere, estas iteraciones de desarrollo pueden ser llevadas a cabo más rápido. Además, se va a generar más información acerca del comportamiento del fluido, algo a destacar puesto que el estudio visual de estos fenómenos es complicado. En el laboratorio sólo se puede llevar a cabo una única iteración experimental de cada vez. En HemoSphere, múltiples experimentos pueden ejecutarse simultáneamente. Para compañías de microfluidos esta aproximación puede crear un gran impacto en el tiempo invertido en el desarrollo y en la fase de prototipado del diseño de chips de microfluidos. Asimismo, necesita menos recursos en relación a la producción de prototipos físicos y a la utilización de muestras de sangre humanas. Beneficios: 1. Ahorro económico de entre 20.000 y 25.000 euros por prototipo. 2. Reducción de tiempo: los experimentos en el laboratorio físico pueden llevar 4-6 meses, mientras que los experimentos virtuales pueden llevarse a cabo en días o semanas.

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