Hispanopedia WikiUna máquina de posicionamiento aleatorio , o RPM, rota muestras biológicas a lo largo de dos ejes independientes para cambiar su orientación en el espacio de maneras complejas y así eliminar el efecto de la gravedad . [1]
Descripción
El RPM es un desarrollo más sofisticado del clinostato de un solo eje . Los RPM suelen constar de dos marcos que giran de forma independiente. Un marco se coloca dentro del otro, lo que produce un cambio neto muy complejo de orientación en una muestra biológica montada en el medio. A veces se hace referencia al RPM de forma errónea como el "clinostato 3-D" (que gira ambos ejes en la misma dirección, es decir, ambos en el sentido de las agujas del reloj). Es un simulador de micropesos (" microgravedad ") que se basa en el principio de "promedio de vectores de gravedad". El RPM proporciona un volumen funcional que está "expuesto" a micropesos simulados. [2]
Simulación de microgravedad, gravedad parcial e hipergravedad
El concepto de posicionamiento "aleatorio" se ha utilizado para simular un entorno de microgravedad mediante la anulación de la gravedad. Esto se logra desorientando el modelo objetivo, o como "promedio vectorial". Mediante el uso de una centrífuga, se puede simular una gravedad de " hipergravedad ", ya que el modelo se expondrá a una fuerza acelerada continua. [3] En las circunstancias de hipergravedad dentro de un entorno de microgravedad, se crea una gravedad "terrestre" parcial. La simulación de hipergravedad también se logra mediante el uso de centrífugas más grandes, como la Centrífuga de gran diámetro (LDC) de la Agencia Espacial Europea. La LDC simuló hasta veinte veces la fuerza gravitatoria de la Tierra. Un sistema desarrollado por Airbus utiliza un algoritmo para simular la gravedad parcial a través de un promedio vectorial no completamente aleatorio. El promedio vectorial del algoritmo de Airbus no promedia el vector a cero, sino a un porcentaje que representa la gravedad parcial simulada. [1] [2] [4]
Investigación científica
A medida que el cuerpo humano experimenta cambios fisiológicos cuando se ve sometido a la ingravidez o la microgravedad, los cambios fisiológicos relacionados con el espacio han pasado a ser el foco de la investigación científica. Experimentar a bordo de cohetes durante vuelos suborbitales o en instalaciones terrestres como torres de caída no siempre es factible. Sin embargo, los avances tecnológicos hicieron posible simular la microgravedad en máquinas de posicionamiento aleatorio, que tienen amplias implicaciones en la investigación moderna. [5]
Desventajas
El ambiente de microgravedad simulado que se logra dentro del RPM no es perfecto. Un efecto secundario de esto son las fuerzas de corte creadas por la dinámica de fluidos del medio de cultivo celular. Estas fuerzas han sido modeladas matemáticamente por Wüest [6] y, según la investigación de Hauslage [7], son de una magnitud suficiente para tener implicaciones biológicas. Además, Cortés-Sánchez demostró estos efectos en células de mamíferos cultivadas en el RPM [8] .
Véase también
Referencias
- ^ de Jack JWA van Loon (2007). Historia y uso de la máquina de posicionamiento aleatorio, RPM, en la investigación relacionada con la gravedad. Advances in Space Research 39: 1161-1165
- ^ de AG Borst, JJWA van Loon. Tecnología y desarrollos para la máquina de posicionamiento aleatorio, RPM. Microgravity Sci. Technol., 2008. DOI 10.1007/s12217-008-9043-2
- ^ van Loon, Jack JWA; Krausse, Jutta; Cunha, Humberto; Goncalves, Joao; Almeida, Hugo; Schiller, Peter (junio de 2008). "La centrífuga de gran diámetro, LDC, para ciencias biológicas y físicas y tecnología". Vida en el espacio para la vida en la Tierra . 553 : 92. Código Bibliográfico :2008ESASP.663E..92V. ISSN 1609-042X.
- ^ Manzano, Aránzazu; Herranz, Raúl; den Toom, Leonardus A.; te Slaa, Sjoerd; Borst, Guus; Visser, Martijn; Medina, F. Javier; van Loon, Jack JWA (2018-04-04). "Nuevos paradigmas de simulación de gravedad parcial en la Luna y Marte y sus efectos en el equilibrio entre el crecimiento celular y la proliferación celular durante el desarrollo temprano de las plantas". npj Microgravity . 4 : 9. doi :10.1038/s41526-018-0041-4. ISSN 2373-8065. PMC 5884789 . PMID 29644337.
- ^ Wuest, Simon L.; Richard, Stéphane; Kopp, Sascha; Grimm, Daniela; Egli, Marcel (2015). "Microgravedad simulada: revisión crítica sobre el uso de máquinas de posicionamiento aleatorio para el cultivo de células de mamíferos". BioMed Research International . 2015 : 1–8. doi : 10.1155/2015/971474 . ISSN 2314-6133. PMC 4310317 . PMID 25649075.
- ^ Wuest, Simon L.; Stern, Philip; Casartelli, Ernesto; Egli, Marcel (30 de enero de 2017). "Dinámica de fluidos que aparece durante la microgravedad simulada utilizando máquinas de posicionamiento aleatorio". PLOS ONE . 12 (1): e0170826. Bibcode :2017PLoSO..1270826W. doi : 10.1371/journal.pone.0170826 . ISSN 1932-6203. PMC 5279744 . PMID 28135286.
- ^ Hauslage, Jens; Cevik, Volkan; Hemmersbach, Ruth (24 de abril de 2017). "Pyrocystis noctiluca representa un excelente bioensayo para las fuerzas de corte inducidas en simuladores de microgravedad terrestres (clinostato y máquina de posicionamiento aleatorio)". npj Microgravity . 3 (1): 1–7. doi :10.1038/s41526-017-0016-x. ISSN 2373-8065. PMC 5460110 .
- ^ Cortés-Sánchez, José Luis; Melnik, Daniela; Sandt, Viviann; Kahlert, Stefan; Marchal, Shannon; Johnson, Ian RD; Calvaruso, Marco; Liemersdorf, Christian; Wuest, Simon L.; Grimm, Daniela; Krüger, Marcus (enero de 2023). "El flujo de fluidos y burbujas separa las células cancerosas adherentes para formar esferoides en una máquina de posicionamiento aleatorio". Cells . 12 (22): 2665. doi : 10.3390/cells12222665 . ISSN 2073-4409. PMC 10670461 . PMID 37998400.
Enlaces externos
- Máquina de posicionamiento aleatorio de biología espacial ETH
- DESC VU Amsterdam Máquinas de posicionamiento aleatorio estándar y de escritorio
- Sitio web del fabricante: yuri GmbH
