El objetivo general del presente Trabajo de Tesis fue la preparación y caracterización de superficies sólidas modificadas con nanopartículas de plata con potenciales aplicaciones en Biomedicina. Para esto se optimizó el método de síntesis de nanopartículas de plata (NPs Ag) recubiertas con citrato, obteniendo NPs Ag monodispersas de 6 ± 2 nm de diámetro recubiertas con citrato y estables en medios acuosos. Asimismo, se estudió la inmovilización de estas NPs Ag sobre superficies de Ti/TiO<SUB>2</SUB>, encontrándose que las mismas se adsorben espontáneamente sobre dichas superficies como resultado de la inmersión del sustrato en la dispersión acuosa de NPs. Se analizó el efecto antimicrobiano de estas NPs Ag sobre bacterias Gram (-) (Pseudomonas aeruginosa) y bacterias Gram (+) (Staphylococcus aureus), tanto en dispersión como inmovilizadas sobre los sustratos antes mencionados. Asimismo, se estudió la citotoxicidad de las NPs Ag sobre células osteoblásticas. La caracterización de los sistemas se realizó por diferentes técnicas fisicoquímicas: microscopía de fuerzas atómicas (AFM), microscopía electrónica de transmisión (TEM), microscopía óptica de epifluorescencia, espectroscopías de UV- visible y de fotoelectrones de rayos X (XPS) y medidas de absorción atómica. Los resultados permiten concluir que las NPs Ag preparadas poseen una alta capacidad bactericida, ya que se produce una mortandad del 99,9% con sólo pequeñas dosis de las mismas. Los estudios realizados con células osteoblásticas permitieron concluir que la concentración mínima de Ag total presente en las NPs Ag necesaria para erradicar ambas bacterias ensayadas no genera efectos citotóxicos en dichas células. En cuanto a los sustratos de Ti/TiO<SUB>2</SUB> modificados con NPs Ag, éstos demostraron ser eficaces para inhibir la formación de biofilms de ambas bacterias (Pseudomona aeruginosa y Staphylococcus aureus). Asimismo, se halló que el efecto bactericida producido por las NPs Ag adsorbidas es similar al causado por un sustrato de Ag masivo, indicando que muy pequeñas dosis de plata adsorbidas sobre la superficie son suficientes para producir este efecto. El agregado de levofloxacina (un antibiótico de amplio espectro) a los sustratos de Ti/TiO<SUB>2</SUB> modificados con NPs Ag produjo un efecto sinérgico en el caso de Staphylococcus aureus, mientras que para Pseudomona aeruginosa sólo se encontró efecto aditivo. El uso de un antibiótico podría constituir una estrategia adicional para potenciar el efecto bactericida de las superficies modificadas con NPs Ag. Finalmente, se debe destacar la importancia de los resultados de este trabajo en relación a los materiales implantables. El método desarrollado para modificar las superficies de titanio, un material ampliamente utilizado en implantes, biocompatible y con una alta resistencia a la corrosión, es rápido, sencillo y de bajo costo, pudiendo implementarse en cualquier entorno clínico y sin la necesidad de contar para ello con personal altamente capacitado.

El objetivo general de esta tesis es analizar teórica y experimentalmente el fenómeno de autoimágenes a partir de un objeto de volumen. Este estudio implica llevar a cabo objetivos específicos. El primero de estos objetivos es proponer un modelo que permita describir el campo difractado, y en particular las autoimágenes, haciendo un análisis de la propagación del campo de ondas a través del medio inhomogéneo de la red de volumen. Los resultados teóricos que surjan del modelo serán comparados con resultados experimentales. Para ello es necesario elegir el material que soporta la red, y por lo tanto, el índice de refracción inhomogéneo al que se aplica el modelo. En éste trabajo se utilizó un material fotorrefractivo, en particular, cristales BSO disponibles en el laboratorio del Ciop. Luego surge la necesidad de caracterizar la red en términos de un conjunto de parámetros de volumen. Esta necesidad lleva a otro de los objetivos de esta tesis, la elaboración de un modelo que permita calcular la red fotorrefractiva en las condiciones en las que se realizó el experimento. <i>(Párrafo extraído del texto a modo de resumen)</i>

Uno de los principales objetivos de este trabajo es estudiar el empleo de un cristal BSO como medio de registro de imágenes iluminadas incoherentemente. En el proceso de descodificación o reconstrucción de las imágenes registradas se analiza la variación de la polarización del haz de lectura producida por la modulación de la birrefringencia inducida en el medio. El interés principal en el estudio de la polarización del haz de lectura es controlar el contraste y así optimizar la imagen reconstruida a la salida del sistema. Para ello, se empleó un conversor óptico incoherente a coherente sin soporte holográfico y en configuración transversal, el cual puede considerarse como un subsistema óptico de algún procesador más general. Mediante un sencillo modelo fenomenológico que toma en cuenta la interacción flujo-molécula, se discutirán luego las principales características observadas ya sea con o sin sintonía. Finalmente, se analizan los resultados obtenidos así como las ventajas y desventajas del método utilizado y sus posibles aplicaciones. <i>(Párrafo extraído del texto a modo de resumen)</i>

El objetivo de este trabajo es mejorar el modelo espacio-temporal del funcionamiento del Láser de Cadmio excitado con descargas de cátodo segmentado, desarrollado por el Dr. Mayo Villagran en su Tesis Doctoral (1986).

El trabajo de Tesis se enmarca dentro de las aplicaciones de los diagramas de speckle al procesamiento de imágenes. El mismo está orientado a la obtención de un "display" (exhibición) de información a través de un registro de múltiples diagramas de speckles modulados. La modulación está dada por la pupila del sistema óptico utilizado para registrar los diagramas, la cual codifica cada uno de ellos de manera tal que se comporten como frecuencias portadoras de la información óptica. En la mayoría de las técnicas que se propondrán se empleará una pupila que consiste en dos sectores circulares opuestos por su vértice común. En el proceso de codificación de la información, se obtiene un diagrama de speckle en un medio de registro utilizando un sistema óptico cuya pupila es la descripta. Luego de revelada la placa, la figura de difracción del diagrama almacenado tiene ciertas propiedades de selectividad angular y uniformidad que hacen que la información contenida en él solo sea observada en un ángulo sólido restringido. Si se registran en un único medio varios diagramas de speckle con una orientación diferente de la pupila para cada caso, luego es posible decodificar la información por separado. Dicha información puede ser, por ejemplo, las distintas perspectivas de una escena tridimensional, diferentes componentes cromáticos de una transparencia, etc. Uno de lo trabajos que se presentará utiliza dos ranuras como pupila del sistema óptico, la cual modula con franjas de Young al diagrama de speckle. Este tipo de codificación se emplea en una técnica para obtener la derivada óptica de una transparencia.

Los objetivos de la presente tesis doctoral son: 1- Realizar un screening de la actividad antitumoral en líneas celulares humanas de hueso y colón de fenotipo normal y tumoral de diversos metalocompuestos con diversos ligandos como por ejemplo flavonoides (crisina y silibinina), ligandos de interés biológico que presentan grupos funcionales aptos para la coordinación con metales como por ejemplo quinolinas o compuestos con varios átomos coordinantes como el oxodiacetato, diversos heterociclos como 2,2´ bipiridina y la o-fenantrolina, y finalmente, compuestos de naturaleza inorgánica como los polioxometalatos. 2- Evaluar los efectos de los metalofármacos y de sus precursores sobre la cito- y genotoxicidad. 3- Investigar los posibles mecanismos de acción de los metalocompuestos bioactivos involucrados en sus propiedades antitumorales en esas líneas celulares. 4- Investigar las propiedades antitumorales de aquellos compuestos seleccionados por su mayor actividad in vitro, en un modelo de ratones N:NIH(S) <i>Fox1<SUP>nu</SUP></i> inoculados con células de osteosarcoma humano MG-63, para evaluar su capacidad antitumoral en un sistema in vivo.

La optimización sin derivadas es un área de creciente interés por su potencial relación con aplicaciones en otras disciplinas, dado que es frecuente no contar con una expresión explícita de las funciones involucradas en el problema de optimización sino sólo datos experimentales o simulaciones computacionales. Por lo tanto el objetivo general de este plan es desarrollar nuevos algoritmos eficientes y robustos basados en estrategias adecuadas, analizando su convergencia y validando los mismos mediante implementaciones y experimentación numérica. En este trabajo se propuso dos métodos de optimización sin derivadas basados en modelos de interpolación y región de confianza. El primer algoritmo desarrollado para este trabajo es el algoritmo TRB-POWELL [4]. TRB-Powell fue propuesto para resolver un problema de optimización irrestricto o con restricciones de caja sin derivadas basado en el método de Powell, NEWUOA [52, 53], para optimización (sin restricciones) sin derivadas. Inicialmente se ha considerado el problema irrestricto. El método NEWUOA, en cada iteración, construye un modelo de interpolación cuadrática de la función objetivo alrededor del iterado actual y este modelo es minimizado para obtener un nuevo punto de prueba. Todo el proceso está inmerso en un marco de región de confianza usando la norma Euclídea. Dado que tenemos restricciones de caja, nuestro método usa norma infinito en vez de norma Euclídea y resolvemos el subproblema cuadrático usando una estrategia de conjuntos activos para explorar las caras de la caja. Luego, extendimos el problema irrestricto a un problema con restricciones de caja. El segundo algoritmo es el IR-DFO, el cual se propone para resolver problemas de programación no lineal general sin hacer uso de derivadas y está basado en el método de Restauración Inexacta (IR), el cual fue introducido por Martínez y Pilotta (2000) [43] y posteriormente analizado en el año 2005 [44]. Estos métodos proceden en dos fases y generan una sucesión de puntos infactibles con iteraciones intermedias que consisten en puntos inexactamente restaurados. En nuestro método, todos los cálculos de derivadas del método IR han sido adaptados adecuadamente para resolver el problema sin el uso de éstas. Bajo adecuadas hipótesis, se mostraron resultados de buena definición del algoritmo propuesto y resultados de convergencia a puntos factibles que satisfacen adecuadas condiciones de optimalidad. La implementación incluye diferentes subalgoritmos para obtener una mejor aproximación en cada iteración. Se realizaron diferentes experimentos numéricos.

El objetivo general de este trabajo de tesis es establecer hasta dónde algunas técnicas nucleares - Resonancia Magnética Nuclear, Orientación Nuclear, Resonancia Doble Electrón–Núcleo, Resonancia de Espín Muónico, Correlaciones Angulares Perturbadas y Espectroscopia Mössbauer, Espectroscopía de Aniquilación de Positrones (PAS) - pueden proveer información de impacto cuando son aplicadas para el estudio de materiales de interés en biología. En particular, el plan se centra en la utilización de técnicas basadas en la detección de radiaciones gama emitidas en procesos nucleares específicos: Correlaciones Angulares Perturbadas (PAC), Espectroscopia de Aniquilación de Positrones en el modo de medición de vidas medias (PALS) y Espectroscopia Mössbauer (EM). Si bien se trata de métodos ampliamente utilizados en la investigación en materia condensada, su aplicación en la determinación de propiedades físicas de materia blanda y sistemas biológicos es, en comparación, escasa. En el área de la biología existen varios trabajos que se destacan por su calidad experimental y por el aporte que hacen a la ciencia mientras que otras investigaciones son de escasa calidad o no es claro el aporte que hacen al conocimiento. La intención del trabajo de tesis es analizar cuál es el alcance de estos métodos nucleares en la investigación de materiales de interés biológico y estudiar mediante dichos métodos selectos sistemas de distinta complejidad, desde moléculas orgánicas sencillas hasta tejidos. Estas técnicas nucleares permiten obtener información muy precisa y acotada sobre los materiales en estudio. Así, es de especial importancia tener en claro lo que se puede concluir o no a partir de este tipo de medidas. En el caso de las técnicas espectroscópicas PAC y EM, éstas son particularmente importantes para elucidar la naturaleza del arreglo atómico alrededor de átomos especiales. PALS, por su parte, permite obtener información sobre las dimensiones de los espacios vacíos presentes en la muestra bajo estudio. De esta manera, aparece necesaria la aplicación de otras técnicas para poder arribar a un entendimiento medianamente global de los sistemas investigados. Con ese objetivo, los sistemas serán caracterizados en forma complementaria por difracción de rayos X, termogravimetría y calorimetría diferencial de barrido, entre otras. Específicamente, se realizarán experimentos PAC en complejos metálicos poliaminocarboxilados en los cuales el átomo metálico se encuentra coordinado por grupos funcionales de distinta naturaleza, como sucede en los sitios metálicos de las metaloproteínas. La Espectroscopía Mössbauer se utilizará para caracterizar los sitios de hierro en pequeños complejos orgánicos que incluyen centros de hierro y azufre. Paralelamente se abordarán investigaciones PALS de tejidos normales y tumorales

El objetivo general del presente trabajo de Tesis Doctoral fue la preparación, aislamiento, purificación y estudio de las propiedades, especialmente la estructura molecular, de nuevos exponentes de las familias de compuestos xantatos y xantógenos, compuestos conteniendo el grupo ‒OC(S)S en su estructura, con potenciales aplicaciones farmacológicas. Entre los objetivos específicos pueden mencionarse los siguientes: Preparación de nuevos compuestos de la familia de los xantatos, xantógenos y complejos con metales de transición empleando xantatos como ligandos. Caracterización de los compuestos preparados empleando diferentes técnicas espectroscópicas (IR, Raman, Raman resonante, Raman prerresonante, RMN, UVvisible, MS). Estudios estructurales y conformacionales de las especies obtenidas. Estudios de potencial actividad biológica de los compuestos preparados mediante ensayos biológicos in-vitro. Compuestos de la familia de los xantatos (ROC(S)S-+M) y xantógenos (R1OC(S)SR2), así como sus complejos con metales de transición, han recibido especial atención en los últimos años debido a sus potenciales aplicaciones farmacológicas, como por ejemplo, propiedades antivirales, antibacterianas, antitumorales, antioxidantes. Se han reportado también diferentes estudios mutagénicos, citotóxicos y en el campo de la neurociencia. Es interesante el uso de los complejos de níquel y ligandos xantatos como precursores en la síntesis de nanopartículas de sulfuro de níquel. Los xantógenos tienen una gran importancia industrial, agrícola y medicinal. Presentan aplicaciones comerciales significativas como reguladores para controlar la polimerización en la manufactura de varios cauchos sintéticos. También se utilizan como colectores en la flotación de minerales de sulfuros de cobre y carbón. Algunos de ellos han sido utilizados como pesticidas, fungicidas y herbicidas. También han sido probados en el tratamiento de enfermedades de la piel, para bajar la presión sanguínea, y como anticarcinógenos. Las sales de xantatos con diferentes grupos sustituyentes, por ejemplo grupos alquílicos conteniendo átomos de flúor, son especialmente interesantes debido al crecimiento del número de compuestos con algún átomo de flúor en su fórmula que presentan algún tipo de actividad farmacológica. Además son escasos los reportes de estos tipos de compuestos.

En este trabajo de Tesis nos hemos propuesto investigar el efecto de alteraciones estructurales en el LPS sobre la integridad de la membrana externa, la síntesis y secreción de otros componentes bacterianos y en particular sobre la patogenicidad y persistencia de la bacteria en el hospedador. El estudio de esta molécula resultó ser un verdadero desafío ya que es una de las moléculas menos caracterizadas dentro del género Bordetella. Esto se debe quizás a que durante muchos años las investigaciones sobre Bordetella estuvieron focalizadas fundamentalmente sobre los factores de virulencia de naturaleza proteica. Así, las propiedades del LPS en el entorno natural de la bacteria y su interacción con otros componentes bacterianos constituyen aspectos muy poco explorados. En relación a este último punto existen numerosos estudios que sugieren una conexión entre toxinas de la familia RTX (repetición en toxina) y el LPS. Se ha reportado que mutaciones específicas que modifican el ensamblaje del core interno del LPS (cluster rfa, 17, 48, 312) afectan la secreción y la biosíntesis de la toxina RTX-Hemolisina (Hly) de <i>Escherichia coli</i>. <i>Bordetella spp.</i> sintetiza una toxina RTX, la AC-Hly (136,154). En estudios de la secreción hemos determinado que la secreción de esta toxina en medios de cultivo suplementados con un agente derivado de las ciclodextrinas se ve incrementada correlativamente con un incremento en la liberación de LPS al medio extracelular. Se ha podido determinar además la presencia de vesículas de membrana externa en sobrenadantes de cultivo, las cuales contienen LPS y AC-Hly. En este marco no sólo abordaremos el rol del LPS y el de su variabilidad estructural en la patogénesis y persistencia en el hospedador en sí mismo sino también su posible relación con la expresión de otros factores de virulencia y en particular se analizará si el fenómeno observado para la hemolisina de E.coli puede ser extendido a la AC-Hly de Bordetella spp. Para esclarecer estos aspectos hemos dirigido nuestras investigaciones hacia la construcción y caracterización tanto in vitro como in vivo de mutantes en B. bronchiseptica que presentan un fenotipo de LPS alterado, en particular un fenotipo "deep rough". La elección de este tipo de alteración se basó por un lado, en la necesidad de obtener un mutante con una modificación profunda en la estructura del LPS que posibilite la adjudicación de algún rol de esta molécula en el curso de la infección; y por otro lado, en que diferentes aislamientos de pacientes con infección crónica de B. bronchiseptica presentaron un fenotipo de LPS del tipo deep rough o rugoso profundo. / Tesis digitalizada en SEDICI gracias a la Biblioteca Central de la Facultad de Ciencias Exactas (UNLP).