El presente trabajo de investigación tiene como objetivo principal sintetizar macromonómeros a base de 2-etil-oxazolina y 2-éster-2-oxazolina. El iniciador y terminador usados fueron triflato de metilo y N-Vinilbencil piperazina respectivamente. Los macromonómeros fueron caracterizados por espectrometría de resonancia magnética nuclear, se determinó mediante este método el grado de polimerización y peso molecular de los macromonómeros". El rendimiento de la síntesis de los macromonómeros, denominados MM1, MM2, MM3, fue mayor al 74%. Mediante la polimerización radicalar de N-isopropilacrilamida y el macromonómero a base de Esteroxazolina (MM3) se sintetizaron hidrogeles. En la síntesis de estos hidrogeles se utilizó como iniciador el peróxido de potasio y tetrametiletilendiamina (TEMED) como catalizador de reacción. Los hidrogeles a base de esteroxazolina se hidrolizaron y se evaluó la cinética de hinchamiento en agua. Los hidrogeles hidrolizados (MM3) aumentaron su absorción de agua debido al aumento de su hidrofilicidad por contener grupos hidrofílicos tipo ácido carboxílicos y carboxilatos de sodio. Los macromonómeros a base de 2-etil-2-oxazolina y 2-ester-2 oxazolina podrían ser utilizados para elaborar copolímeros injertados e hidrogeles para ser utilizados en nanotecnología, biotecnología, óptica, entre otros.

Aborda una nueva tendencia en la industria de los dispositivos médicos la cual está en gran expansión actualmente debido a sus múltiples aplicaciones y ventajas pero sin alguna normativa peruana que pueda cubrir apropiadamente los aspectos críticos propios de esta tecnología. Esta propuesta de manual de buenas prácticas de manufactura tiene por finalidad proporcionar requisitos para su implementación en el sistema de aseguramiento de calidad de laboratorios y centros médicos. Estos requisitos son generados a partir de consideraciones técnicas que surgen en las etapas de diseño y fabricación por impresión 3D de dispositivos médicos implantables hechos a medida, los cuales son los más críticos en materia de riesgo. / Tesis

Hyaluronic acid, HA, and poly (ethyl acrylate), PEA, are two polymers widely used in biomedical applications, especially in tissue engineering, because of their excellent biocompatible and bioactive properties. HA is a highly hydrophilic biopolymer and the PEA, on the other hand, is hydrophobic. In addition, each one of them has certain shortcomings that limit the potential of its application, so that being able to combine them in a viable way in one biomaterial is of great interest and in turn is a very promising and attractive challenge for the development of new biomaterials. In this thesis, several HA-PEA combined systems are developed, making the two phases compatible in non-crosslinked state, using formic acid, FA, as a common solvent for the two polymers. The effect of formic acid on the materials is previously evaluated, ruling out chemical modification, degradation or generation of cytotoxicity. The combined systems have been developed with different geometries and architectures, in the form of two-dimensional films or blends, spun membranes and three-dimensional porous scaffolds, using solvent casting, electrospinning and freeze-extraction techniques. The physicochemical properties reveal a certain mutual reinforcement produced by both phases, and the biological characterization highlights the potential of the system as biomaterial. Additionally, other systems are made by copolymerizing PEA with ethyl 2-carboxy acrylate, CEA, in either cross-linked or non-crosslinked state. As they are new products, we proceed to their complete physico-chemical and biological characterization, confirming their aptitude as biomaterials. Also studied is the the possibility of combining these copolymers with hyaluronic acid to obtain materials with better properties than those already achieved in the HA-PEA systems. / El ácido hialurónico, HA, y el poli(acrilato de etilo), PEA, son dos polímeros ampliamente utilizados en aplicaciones biomédicas, especialmente en la ingeniería tisular, debido a sus excelentes propiedades biocompatibles y bioactivas. El HA es un biopolímero altamente hidrofílico y el PEA, por lo contrario, es hidrofóbico. Además, cada uno por separado tiene ciertas deficiencias que limitan la potencial de su aplicación, por lo que el poder combinarlos de forma viable en un biomaterial resulta de gran interés y a su vez es un reto muy prometedor y atractivo para el desarrollo de nuevos biomateriales. En esta tesis se desarrollan varios sistemas combinados HA-PEA consiguiendo compatibilizar las dos fases en estado no entrecruzado, empleando el ácido fórmico, FA, como un solvente común para los dos polímeros. Se evalúa previamente el efecto que tiene el ácido fórmico sobre los materiales, descartando modificación química, degradación o generación de citotoxicidad. Los sistemas combinados han sido desarrollados con diferentes geometrías y arquitecturas, en forma de films bidimensionales o mezclas (blends), membranas hiladas y scaffolds porosos tridimensionales, utilizando las técnicas de evaporación de solvente (solvent casting), electrospinning y freeze-extraction. Las propiedades físico-químicas revelan un cierto refuerzo mutuo producido por ambas fases, y la caracterización biológica destaca el potencial del sistema como biomaterial. Adicionalmente, se elaboran otros sistemas copolimerizando PEA con 2-carboxi acrilato de etilo, CEA, en estado tanto entrecruzado como no entrecruzado. Como se trata de productos novedosos, se procede a su caracterización completa físico-química y biológica, confirmando su aptitud como biomateriales. Asimismo, se estudia la posibilidad de producción a base de ellos de sistemas combinados con el ácido hialurónico que poseerían las propiedades mejores que las ya conseguidas en los sistemas HA-PEA. / L'àcid hialurònic, HA, i el poliacrilat d'etil, PEA, són dos polímers amplament utilitzats en aplicacions biomèdiques, especialment en l'enginyeria tissular, per les seues excel·lents propietats biocompatibles i bioactives. L'HA és un biopolímer altament hidrofílic i el PEA, pel contrari, és hidrofòbic. A més, cada un per separat té certes deficiències que limiten el potencial de la seva aplicació, de manera que poder combinar-los de manera viable en un biomaterial resulta de gran interés i és un repte molt prometedor i atractiu per al desenvolupament de nous biomaterials. En aquesta tesi es desenvolupen diversos sistemes combinats HA-PEA aconseguint compatibilitzar les dues fases en estat no entrecreuat, emprant l'àcid fòrmic, FA, com un solvent comú per als dos polímers. S'avalua prèviament l'efecte que té l'àcid fòrmic sobre els materials, descartant modificació química, degradació o generació de citotoxicitat. Els sistemes combinats han estat desenvolupats amb diferents geometries i arquitectures, en forma de films bidimensionals o barreges (blends), membranes filades i scaffolds porosos tridimensionals, utilitzant les tècniques d'evaporació de solvent (solvent casting), electrospinning i freeze-extraction. Les propietats fisicoquímiques revelen un cert reforç mutu produït per les dues fases, i la caracterització biològica destaca el potencial del sistema com a biomaterial. Addicionalment, s'han elaborat altres sistemes copolimeritzant PEA amb 2-carboxi acrilat d'etil, CEA, en estat tant entrecreuat com no entrecreuat. Com es tracta de productes nous, es procedeix a la seua caracterització completa fisicoquímica i biològica, confirmant la seva aptitud com a biomaterials. Així mateix, s'estudia la possibilitat de producció amb d'ells de sistemes combinats amb l'àcid hialurònic, que posseirien millors propietats que les ja aconseguides en els sistemes HA-PEA. / Ivashchenko, S. (2017). Sistemas combinados de ácido hialurónico y polímeros acrílicos como biomateriales para ingeniería tisular [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/90649 / TESIS

[ES] La estrategia de la Unión Europea es promover la salud en una población con una elevada esperanza de vida y junto a la necesidad de reducir el gasto sanitario, obligan al desarrollo de aleaciones de titanio y tratamientos superficiales que incrementen el ciclo de vida de los implantes y reduzcan los tiempos de hospitalización. En esta tesis doctoral se propone el desarrollo del proceso de anodizado electroquímico para la obtención de un recubrimiento nanotubular en las aleaciones de titanio beta. Su objetivo principal es la caracterización del recubrimiento superficial con topografía nanotubular en las aleaciones titanio ß para aplicaciones biomédicas. Los resultados obtenidos muestran que la reducción del tamaño de partícula de los polvos refractarios y el incremento de la temperatura máxima de sinterizado, reduce la porosidad residual e incrementa las propiedades mecánicas de la aleación pulvimetalúrgica de Ti35Nb10Ta. El proceso de anodizado electroquímico, empleando el electrolito compuesto por 1M H3PO4 y 0,8% en peso de NaF, ha permitido obtener una topografía nanotubular en la aleación de Ti35Nb10Ta. La aplicación de un tratamiento térmico, posterior al anodizado, reduce el contenido de flúor presente en el óxido con topografía nanotubular y estabiliza la estructura cristalina del óxido de titanio en las aleaciones ß pulvimetalúrgicas. El proceso de anodizado electroquímico, para la obtención de un recubrimiento nanotubular en las aleaciones de Ti35Nb10Ta, incrementa la rugosidad superficial. La topografía nanotubular incrementa el ángulo de contacto y la energía superficial de las aleaciones de titanio. La irradiación con luz ultravioleta modifica a hidrofílico el comportamiento hidrofóbico de las superficies nanotubulares de titanio. La resistencia a la corrosión del acabado superficial de nanotubos, sin tratamiento térmico, es menor que el resto de los acabados superficiales estudiados por su incremento del área superficial relativa. El tratamiento térmico realizado a las superficies nanotubulares estabiliza las fases cristalinas (anatasa y rutilo) del óxido de titanio e incrementa la resistencia a la corrosión de las aleaciones de titanio. Por último, para poder introducir la pulvimetalurgia y el acabado superficial nanotubular en el campo de los biomateriales se necesita seguir investigando en subprocesos que mejoren la homogeneidad química/microestructural, sus propiedades mecánicas y la resistencia a la corrosión, así como cuantificación del grado mejora de la biocompatibilidad de estos nuevos acabados superficiales. / [CAT] L'estratègia de la Unió Europea és promoure la salut en una població amb una elevada esperança de vida, al costat de la necessitat de reduir la despesa sanitària, obliguen al desenvolupament d'aliatges de titani i tractaments superficials que incrementen el cicle de vida dels implants i reduïsquen els temps d'hospitalització. En aquesta tesi doctoral es proposa el desenvolupament del procés de anoditzat electroquímic per a l'obtenció d'un recobriment nanotubular en els aliatges de titani beta. El seu objectiu principal és la caracterització del recobriment superficial amb topografia nanotubular en els aliatges ß titani per a aplicacions biomèdiques. Els resultats obtinguts mostren que la reducció de la grandaria de partícula de les pols refractaris i l'increment de la temperatura màxima de sinterització, redueixen la porositat residual i incrementen les propietats mecàniques de l'aliatge pulvimetal·lúrgic de Ti35Nb10Ta. El procés de anoditzat electroquímic, emprant l'electròlit compost per 1 M H3PO4 i 0,8% en pes de NaF, ha permès obtenir una topografia nanotubular en l'aliatge de Ti35Nb10Ta. L'aplicació d'un tractament tèrmic, posterior a l'anoditzat, redueix el contingut de fluor present en l'òxid amb topografia nanotubular i estabilitza l'estructura cristal·lina de l'òxid de titani en els aliatges ß pulvimetal·lurgics. El procés de anoditzat electroquímic, per a l'obtenció d'un recobriment nanotubular en els aliatges de Ti35Nb10Ta, incrementa la rugositat superficial. La topografia nanotubular incrementa l'angle de contacte i l'energia superficial dels aliatges de titani. La irradiació amb llum ultraviolada modifica a hidrofílic el comportament hidrofòbic de les superfícies nanotubulares de titani. La resistència a la corrosió de l'acabat superficial de nanotubs, sense tractament tèrmic, és menor que la resta dels acabats superficials estudiats pel seu increment de l'àrea superficial relativa. El tractament tèrmic realitzat a les superficies nanotubulares estabilitza les fases cristal·lines (anatasa i rútil) de l'òxid de titani i incrementa la resistència a la corrosió dels aliatges de titani. Finalment, per poder introduir la pulverimetal·lúrgia i l'acabat superficial nanotubular en el camp dels biomaterials es necessita continuar investigant en subprocessos que milloren l'homogeneïtat química/microestructural, les seves propietats mecàniques i la resistència a la corrosió, així com la quantificar del grau millora de la biocompatibilitat d'aquests nous acabats superficials. / [EN] The European Union's strategy is to promote health in a population with an elevated lifemexpectancy, together with the necessity of reducing healthcare costs, forces the development of titanium alloys and surface treatments that increase the implants life cycle and reduce hospitalization times. In this Doctoral Thesis, the development of the electrochemical anodizing process is proposed to obtain a nanotubular coating in beta titanium alloys. The main objective is the characterization of the surface treatment, which presents a nanotubular topography, in ß titanium alloys for biomedical applications. The results show that the particle size reduction on refractory powders and higher maximum sintering temperature reduce the residual porosity and increase the mechanical properties of Ti35Nb10Ta powder metallurgical alloy. The electrochemical anodizing process, using the electrolyte composed of 1M H3PO4 and 0.8% w.t NaF, is capable of obtaining a nanotubular topography in the Ti35Nb10Ta alloy. Heat treatment cycle, after the anodizing process, reduces the fluorine content present in the nanotubular oxide layer and stabilizes the titanium oxide crystalline structure on the powder metallurgy ß titanium alloys. The electrochemical anodization process, to obtain a nanotubular layer in Ti35Nb10Ta alloys, increases the surface roughness. Nanotubular topography increases the contact angle and surface free energy of titanium alloys. The ultraviolet light irradiation modifies the nanotubular titanium surfaces behavior from hydrophobic to hydrophilic. The corrosion resistance for nanotubular surfaces, without heat treatment, is lower than the rest of the surface treatments studied due to its increase in relative surface area. The heat treatment carried out on the nanotubular surfaces stabilizes the titanium oxide crystalline phases (anatase and rutile) and increases titanium alloys corrosion resistance. Finally, in order to introduce the powder metallurgy and the nanotubular surface treatment in biomedical applications, it is necessary to continue researching in subprocesses that will improve the chemical/microstructural homogeneity, the mechanical properties, and corrosion resistance, as well as quantify the degree of biocompatibility improvement on this new surface treatments. / Lario Femenía, J. (2019). Efecto del anodizado electroquímico en la obtención de nanotubos en la superficie de aleaciones beta de titanio [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/129867 / TESIS

En el Perú, como en la mayor parte del mundo, la actividad minera ha significado una fuente de grandes beneficios como generación de empleos e infraestructura, permitiendo el desarrollo de las comunidades y poblaciones aledañas, pero a la vez ha ocasionado problemas ambientales. Muchos de los residuos mineros llegan a los cuerpos de agua contaminándolas con metales pesados como el arsénico, cadmio, mercurio, plomo, entre otros. Para tratar el problema de la afectación de los cuerpos de agua se han propuesto procesos de remediación químicos, físico y biológicos. Sin embargo, muchos de ellos poseen diversas desventajas sus altos costos, su instalación, la accesibilidad del método, entre otros. Por tal razón la biorremediación o remediación biológica, es la mejor manera para eliminar y/o reducir agentes contaminantes del medio ambiente. Este trabajo propone la remoción de metales tales como el Cd y Cu por medio de la cianobacteria Nostoc sp. Se plantea su uso porque además de ser de fácil accesibilidad, es una alternativa biológica y amigable con el medio ambiente. La cianobacteria se une a los metales por medio de complejos, transportándolos a lugares de la célula donde no son tóxicos, produciendo así la disminución de la concentración de estos elementos tóxicos.

La presente investigación se centra en conocer la experiencia sensible dentro del proceso de diseño textil y de indumentaria. Encontrando en el proceso creativo un espacio de continua exploración, experimentación y experienciación desde el sentir estético y el sentir como acción no-lingüística, con la intención de devolverle la autoridad a la experiencia sensible dentro de la misma labor de diseñar, la cual, además, refiere una auto-construcción identitaria para el diseñador. El problema que da sentido a esta investigación-creación está conformado por la limitación impuesta por el mismo mercado a la producción de experiencia estética en la moda, incluso a través del diseño, donde la mayoría de propuestas se encuentran bajo el eje del ocularcentrismo, descuidando la participación activa de sentidos ajenos a la vista. Para solucionar dicho problema se planteó la creación de una colección a partir de lo sensorial, en la que la creación de biomateriales (textiles y no textiles), le otorgan a la indumentaria características que permiten ser percibida por los diversos sentidos (olfato, visión, oído, gusto y tacto), permitiendo salir del privilegio de la vista a través del diseño

In the last few years, 3D printing with robots or automated equipment has emerged as a technology with significant potential in the construction sector. This approach offers several advantages, including reduced construction time and costs, design flexibility, and the ability to use various materials. Earth, as a building material, has gained attention in 3D printing due to its eco-friendliness compared to cement. However, it remains relatively underexplored in this industry. Unfortunately, earth is known for its poor mechanical strength, water durability, and susceptibility to swelling, especially due to its clayey composition. These factors can lead to cracking during the drying process. To address these challenges, researchers have been investigating different materials for 3D printing, aiming to minimize the ecological footprint by using biodegradable materials or repurposing waste for stabilization. Recent studies have explored the use of biopolymers such as chitosan, alginate, and potato starch to enhance the mechanical and durability properties of earth-based mixtures. Additionally, the incorporation of natural fibers like sisal or jute has proven effective in reducing cracking in earthen structures. Considering the above, it would be advantageous for the construction industry to employ 3D printing to produce earth-based matrices stabilized with biopolymers and reinforced with natural fibers. Designing such matrices requires an approach that accounts for the yield stress suitable for 3D printing, ensuring the mixture possesses key printability characteristics such as extrudability, workability, and buildability. The evaluation of these properties in the fresh state, during hardening, and in the hardened state necessitates conducting various tests recommended by international standards and researchers. In order to outline a procedure for obtaining a printable matrix that meets the desired mechanical strength and water durability, a methodology is proposed for developing earth-based matrices stabilized with chitosan and reinforced with sisal fibers. This methodology consists of three stages. The first stage involves conducting physical, mechanical, chemical, and mineralogical analyses of the raw materials: soil, chitosan, and sisal fibers. The second stage encompasses an optimized procedure to obtain potentially printable earth-based matrices through laboratory testing using a pastry bag. Finally, the validated earth matrix from the previous stage undergoes 3D printing to create different specimens, allowing for the evaluation of extrudability, pumpability, buildability, and mechanical strength of the mixture. The printing process utilizes a motion-controlled gantry robot with three degrees of freedom in a printing area with a volume of 1.0 m³ and employs a progressive delivery system.

Los apósitos para heridas son materiales de uso muy común, aunque en su mayoría tienen características que no permiten que el tejido dañado se repare adecuadamente y que el tiempo de curado sea más extenso. Este trabajo propone la elaboración de membranas de alginato y gel de Aloe vera tridimensionales que tengan características para su potencial uso como apósito. El alginato es un biopolímero muy usado en aplicaciones biomédicas por ser biocompatible y no tóxico; mientras que el Aloe vera es una planta muy usada en la medicina tradicional por sus propiedades terapéuticas en el curado de heridas. Primero, se elaboraron membranas bidimensionales de alginato, las cuales se entrecruzaron con CaCl2 (entre 0,5% y 5%, w/v) y se determinó que a mayor concentración de CaCl2 disminuye la capacidad de hinchamiento del film. Asimismo, se elaboraron membranas de alginato con glicerol y de alginato con Aloe vera donde se determinó que el glicerol le otorga mayor flexibilidad al film y que la incorporación de Aloe vera aumenta el porcentaje de hinchamiento en buffer de acetato a pH 5,5 y 37,5˚C. Por otro lado, se formaron micropartículas de alginato y gel de Aloe vera para formar membranas tridimensionales y se determinó el espesor, se analizó la superficie por SEM y se caracterizó por espectroscopía FT-IR. Asimismo, se evaluó su capacidad de hinchamiento en buffer acetato a pH 5,5 y 37,5˚C, su carácter hidrofílico, actividad antioxidante y proceso de degradación en diferentes medios (pH 5,5; 7,5 y 8,5). Las membranas varían entre 18,42 a 25,25 μm de espesor, son de carácter hidrofílico, que, al incrementarse el contenido del gel de Aloe vera, aumenta el porcentaje de hinchamiento y que en el medio de pH a 7,5 es donde hay una menor degradación del film; sin embargo, no presentan actividad antioxidante. Por último, se elaboró un film tridimensional de alginato y extracto de uña de gato, el cual tiene una alta actividad antioxidante.

Las heridas en la piel son una problemática con efectos cada vez más perjudiciales para las personas que las padecen. Esta afirmación es principalmente cierta para las heridas crónicas —heridas que no terminan del curar completamente y muestran procesos de inflamación permanentes—. Esto exige el diseño de apósitos de heridas que muestren respuestas más completas, que no solo contemplen la protección contra la infección, sino otros factores como la absorción efectiva de exudado y la capacidad antioxidante. En este trabajo se estudia el diseño de un apósito de heridas basado en una esponja de alginato que tenga incorporado los beneficios medicinales de un extracto de uña de gato. Como parte de este objetivo, se evalúan las mejores condiciones que permitan la obtención de una esponja con integridad, un buen volumen y una buena capacidad absorbente. Esta última característica fue medida mediante pruebas de hinchamiento a pH 5,5 y 7,5 (simulación de fluido de herida). También se estudia el procedimiento para la obtención del extracto de uña de gato, el cual se caracteriza en base a su contenido total de compuestos fenólicos —por medio de la prueba de Folin-Ciocalteu— y a su capacidad antioxidante equivalente al trolox (TEAC) por el método de ABTS. Por último, se evalúa la capacidad antioxidante por medio de ABTS de la esponja cargada con el extracto, lo que resulta en un apósito que presenta un capacidad alta y prolongada, con un porcentaje de inhibición máximo de aproximadamente 27,5%. Este porcentaje si se compara con el 12,5% de inhibición presentado por la esponja sin extracto, evidencia que se ha podido incorporar las propiedades antioxidantes del extracto a la esponja de alginato. El estudio tiene el valor agregado de trabajar con recursos naturales abundantes en nuestro país, lo que, con proyección a futuro, generaría un mayor impacto.

La síntesis de polímeros sensibles a estímulos es una de la más investigadas en el campo de la química de polímeros por su aplicación potencial en el campo de los biomateriales. Los polímeros sensibles a la temperatura presentan una temperatura de transición de fase (LSCT), son solubles en agua por debajo de su LCST y precipitan o se dispersan por encima de ella. La poli (2-ciclopropil-2-oxazolina) presenta un LCST alrededor de 30°C, cerca de la temperatura corporal humana, tiene un mecanismo de polimerización de carácter “vivo” y polimeriza más rápido que el resto de polioxazolinas, lo cual, la convierte en una excelente alternativa para la síntesis de nuevos polímeros sensibles a estímulos. En esta investigación se sintetizaron nuevos macromonómeros a partir de la 2-ciclopropil-2-oxazolina (cPrOx) mediante polimerización catiónica por apertura de anillo. La polimerización fue iniciada por el clorometilestireno (CMS) y finalizada con una solución de KOH en metanol. Se obtuvieron dos macromonómeros de cPrOx. Los grados de polimerización, calculados mediante espectroscopia por resonancia magnética nuclear (RMN), fueron de 13 y 25, adicionalmente los macromonómeros fueron caracterizados por espectrometría infrarroja con transformada de Fourier (FTIR) y su LCST fue determinada por turbidimetría. La LCST de los macromonómeros aumentó con el incremento del grado de polimerización (DP), 11.6°C y 18.0°C para DP de 13 y 25 respectivamente. Los macromonómeros sintetizados fueron utilizados posteriormente para sintetizar copolímeros injertados mediante polimerización por radicales libres de los mismos, conjuntamente con los monómeros: acrilato de sodio y acrilamida. Los copolímeros fueron caracterizados estructuralmente por RMN y FTIR y mediante ensayos turbidimetrícos. Los copolímeros presentaron sensibilidad a la temperatura y al pH, la sensibilidad al pH se debió a la presencia de acrilato de sodio en su composición y la sensibilidad a la temperatura se debió al macromonómero de CPrOx. / Tesis