Modelado mediante elementos finitos del comportamiento de la membrana celular ante la electroporación

Abstract

La electroporación celular consiste en la aplicación de pulsos eléctricos de corta duración y alto potencial a unacélula con el objetivo de crear poros en su membrana, logrando así una permeabilización que permita el ingresode drogas o iones. En este trabajo se realizaron simulaciones de dicho proceso sobre células individuales teniendoen cuenta los siguientes fenómenos físicos: el potencial eléctrico en el dominio, la creación de poros y evoluciónde sus radios sobre la membrana y el transporte de cuatro especies iónicas a través de la misma. Para ello se usóel método de elementos finitos en dos dimensiones con coordenadas cilíndricas, asumiendo la célula como unsólido de revolución.

Palabras clave: Membrana celular, Electroporación, transporte, elementos finitos.

Cell electroporation involves the application of electric pulses of short duration and high potential to a cell inorder to create pores in its membrane, thus achieving a permeabilization that allows the entry of drugs or ions.Simulations of individual cells to which pulses are applied through electrodes were made. The simulations takeinto account the following physical phenomena: the electrical potential in the domain, the creation of pores in themembrane and the evolution of their radii and transport of four different ionic species. For this the finite elementmethod is used in two-dimensional cylindrical coordinates, assuming the cell as a solid of revolution.

Keywords: Cell membrana, electroporation, transport, finite elements.