Publicación: Diseño de un estimulador acústico de rango audible para la evaluación de su efecto en la formación de biofilms en cultivos de Pseudomonas aeruginosa
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Resumen
Diversos estudios demuestran la influencia de los estímulos mecánicos sobre las funciones celulares. En sistemas bacterianos estos estudios son incipientes y no existen dispositivos estandarizados para experimentar con el efecto de las vibraciones sobre cultivos. El objetivo de este proyecto fue el diseño e implementación de un sistema de estimulación acústica asequible , aplicable a experimentos biológicos que interroguen los efectos de vibraciones sobre cultivos bacterianos La caracterización del sistema se llevó a cabo utilizando un transductor de velocidad láser, y la simulación de elementos finitos. Estos métodos permitieron evaluar el desplazamiento generado durante la estimulación en un rango de frecuencia de 1000 a 2000 Hz. Con el fin de evaluar la funcionalidad del sistema en experimentos biológicos, se llevaron a cabo cultivos de dos cepas de Pseudomonas aeruginosa (ATCC10145 y PAO1) en diferentes medios y periodos, lo que posibilitó medir las cantidades de biofilm formado en condiciones estimuladas y no estimuladas. Los resultados obtenidos indican que es posible realizar un movimiento perceptible por la bacteria utilizando parlantes de motor magnético. Es esencial destacar que las vibraciones del sistema son altamente dependientes del material de la superficie utilizado, por lo que se recomienda realizar una caracterización específica para determinar la configuración funcional en cada caso.
Resumen
Numerous studies have demonstrated the influence of mechanical stimuli on cellular functions. In bacterial systems, however, such studies remain in early stages, and there are no standardized devices for investigating the effects of vibrations on cultures. The objective of this project was the design and implementation of an affordable acoustic stimulation system applicable to biological experiments exploring the impact of vibrations on bacterial cultures. The system was characterized by using a laser velocity transducer and finite element simulations. These methods enabled the evaluation of displacement generated during stimulation within a frequency range of 1000 to 2000 Hz. To assess the system's functionality in biological experiments, cultures of two Pseudomonas aeruginosa strains (ATCC10145 and PAO1) were grown under different media and durations, allowing for quantification of biofilm formation under stimulated and non-stimulated conditions. The results indicate that it is possible to produce bacterial-perceptible motion using magnet-driven speakers. It is important to emphasize that the system’s vibrations are highly dependent on the surface material, thus specific characterization is recommended to determine optimal configurations for each application.