De nombreuses études ont déjà montré que les composés pharmaceutiques cristallins pouvaient subir des transformations cristal-->verre sous broyage mécanique. Dans ce mémoire, nous nous intéressons aux effets du broyage mécanique sur le verre lui même, obtenu de manière classique par trempe thermique du liquide. Les résultats ont été essentiellement obtenus par calorimétries standard et modulée, calorimétrie à dissolution et diffraction des rayons X. Les expériences ont été menées sur deux excipients pharmaceutiques réputés bons formateurs de verres: le tréhalose et le maltitol. Les résultats mettent en évidence trois effets majeurs du broyage sur les propriétés physiques des verres: 1. Un dédoublement du saut de chaleur spécifique à Tg. L'origine de ce double saut a été clairement identifiée et attribuée à l'évolution microstructurale du matériau broyé lors du passage de la transition vitreuse. 2. Une augmentation continue de l'enthalpie libre du matériau. Cette augmentation entraîne, non seulement, un rajeunissement du verre, mais aussi la formation d'un verre de haute énergie semblable aux verres obtenus par hypertrempe du liquide. 3. Une modification de la stabilité physique du verre. Le changement de stabilité se manifeste en particulier par une recristallisation au réchauffage. Cette recristallisation n'est cependant que transitoire dans la mesure où elle se développe pour les temps de broyage courts, puis disparaît progressivement pour des temps de broyage plus longs. L'ensemble des résultats permet d'avoir une vue cohérente des évolutions microstructurales, structurales et dynamiques du verre au cours d'une opération de broyage mécanique. / Many studies have already reported that crystalline pharmaceutical materials could undergo crystal-to-glass transformations upon mechanical milling. In this thesis we study the effects of milling on the glass itself, as obtained by quench of the melt. The results are mainly obtained by modulated and standard calorimetries, dissolution calorimetry and X-ray diffraction. Two good glass formers have been used for the experiments: tréhalose and maltitol. The results reveal three main effects of milling on the physical properties of glasses: 1. A two-step Cp jump at Tg. The origin of these two steps was clearly identified and attributed to the microstructural evolution of the milled material when passing through the glass transition zone. 2. A continuous increase of the free enthalpy of the material. This increase leads to the rejuvenation of the glass in a first stage and to the formation of a high energy glass in a second step. The final material has then physical properties similar to those of hyper quenched glasses. 3. A modification of the physical stability of the glass. The stability change appears, in particular, through a recrystallization upon heating. However, this recrystallization is only transient since it develops during the early stage of the milling process and then progressively decays during the late stage of the milling process. The overall results provide a coherent global view of structural, microstructural and dynamical evolutions of a glass during a high energy milling process.

El presente trabajo de tesis se centra en el estudio de las propiedades reológicas, térmicas, de textura y sensoriales de magdalenas en las que se ha reemplazado parcial o totalmente la grasa o el azúcar. La masa de las magdalenas es una emulsión de aceite en agua compuesta por una base de harina que incorpora grasa y azúcar como ingredientes principales y, como opcionales, huevo, leche y otros componentes. El producto final se caracteriza por tener una estructura porosa y un elevado volumen, lo cual le confiere una textura esponjosa. El azúcar, la grasa y la harina son los ingredientes con mayor funcionalidad en los productos de bollería, por lo que es muy difícil encontrar un sustituto capaz de realizar sus mismas funciones. Las características reológicas de la masa se han determinado mediante el estudio del comportamiento pseudoplástico (ensayos rotacionales) y viscoelástico (ensayos oscilatorios). La viscosidad de la masa es una propiedad importante en los productos horneados aireados, ya que dependiendo de ésta obtendremos un nivel óptimo de incorporación de aire durante el amasado. Los valores de viscosidad obtenidos en función de la velocidad de cizalla indicaron que las masas estudiadas se encontraban dentro de la zona pseudoplástica. Al reemplazar la grasa por fibra de cacao se obtuvieron valores de consistencia mayores a los obtenidos por la muestra control. Un aumento excesivo de la consistencia podría acarrear problemas en la manipulación de la masa durante el llenado de los moldes (dosificación) y problemas de limpieza de la maquinaria. Por el contrario, en el reemplazo de azúcar por polidextrosa y sucralosa se obtuvieron valores de consistencia inferiores. La medida de la gravedad específica proporciona información sobre la cantidad de aire incorporado durante el amasado y se ha demostrado que tanto el azúcar como sus sustitutos favorecen dicha incorporación en mayor o menor medida. Por otro lado, en el caso de reemplazo de grasa por los sustitutos empleados se observó una mejora en la incorporación de aire. Los cambios estructurales que ocurren en la masa durante el horneado son factores determinantes en la formación y evolución de las burbujas y en la estructura y textura del producto final. Por lo general, las masas mostraron una disminución de los módulos viscoelásticos estudiados durante la primera etapa de calentamiento, que está asociada únicamente al efecto del aumento de la temperatura. A partir de los 45 ºC, dicha disminución está asociada a la formación de CO2 y a su difusión y expansión dentro de las células de aire. A partir de una determinada temperatura se produce un punto de inflexión en la curva, que está relacionado con la gelatinización del almidón y la coagulación de las proteínas, es decir, del paso de una matriz semilíquida a una matriz sólida. La presencia de azúcar, así como de la mayoría de los sustitutos de azúcar empleados, dio lugar a un retraso en la temperatura a la cual se produce la inflexión de la curva de calentamiento favoreciendo la expansión del CO2 y del vapor de agua. En el caso del reemplazo de grasa no se pudo determinar la temperatura a la cual se produjo el punto de inflexión de la curva, aunque sí se observó un suave aumento de los valores de los módulos viscoelásticos. Para conocer mejor cómo afectan los sustitutos de grasa o de azúcar en el proceso de gelatinización de almidón se realizó un estudio de las propiedades térmicas de la masa mediante calorimetría diferencial de barrido, observándose en todos los casos un pico alrededor de los 100ºC, que se corresponde con el proceso de gelatinización del almidón. Para llevar a cabo el estudio de los parámetros de textura se realizó un análisis de perfil de textura así como ensayos de penetración y pegajosidad en el producto final. Los parámetros de dureza y elasticidad son los que mejor se asociaron con la frescura del producto y fueron los parámetros que más se afectaron por el reemplazo tanto de grasa como de azúcar. El empleo de eritritol como sustituto de azúcar aumentó considerablemente la dureza del producto mientras que para el resto de los edulcorantes se obtuvieron valores similares a la formulación control. Por otro lado, cuando la grasa fue reemplazada tanto por fibra de cacao como por nutriose, los valores de dureza y elasticidad disminuyeron. Además de la textura, tambien existen otras características relacionadas con la estructura de la miga que pueden influir en la aceptabilidad del producto como son la forma, altura, volumen, recuento y distribución de celdas de aire. Todos estos parámetros se vieron modificados negativamente en mayor o menor medida cuando el azúcar o la grasa fueron reemplazados, por lo que para estos casos el empleo de goma xantana y doble concentración de agente impulsor sería aconsejable. Se han evaluado las características sensoriales de las magdalenas generando los descriptores que mejor definan la calidad sensorial del producto utilizando un panel de jueces entrenados y además se ha estudiado la aceptación de los nuevos productos utilizando un panel de consumidores. En las muestras donde se utilizó fibra de cacao como sustituto de grasa el panel de jueces entrenados determinó los siguientes descriptores: altura, color a chocolate, esponjosidad, elasticidad, adherencia al molde, cohesión, dificultad en la masticación y deglución, sabor amargo, sabor dulce y sabor a chocolate. La formulación control se definió como la formulación con mayor adherencia al molde, altura, esponjosidad, elasticidad, sabor y color a chocolate. Por el contrario, las formulaciones con mayor porcentaje de sustitución de grasa por fibra de cacao se definieron como más cohesivas, con peor masticabilidad, y mayor olor y sabor amargo. Los consumidores evaluaron la aceptabilidad de todas las muestras elaboradas con grasa y azúcar reducidas valorando la apariencia, color, textura, sabor, dulzor y aceptación general. En todos los casos estudiados, la formulación control (con la totalidad de la grasa y azúcar) fue bien valorada por los consumidores en todos los atributos. Cuando se reemplazó el azúcar por edulcorantes no se encontraron diferencias en la aceptación de las formulaciones con 100% de reemplazo de azúcar por sorbitol o maltitol o en el caso de reemplazo del 50% de azúcar por polidextrosa y sucralosa. Al igual que ocurrió con el reemplazo de azúcar, cuando el 50% de la grasa fue reemplazada por nutriose no se encontraron diferencias en aceptación con respecto a la formulación control. / Martínez Cervera, S. (2013). Reemplazo de grasa y azúcar en magdalenas. Efecto sobre las propiedades reológicas, térmicas, de textura y sensoriales [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/29394

Regeneration, a spontaneous response of bones in response to injuries, infections and fractures, is severely compromised in certain clinical circumstances. Unfortunately, several shortcomings are associated with the current treatment of bone grafting method such as donor shortage and immune response for allografts and donor morbidity for autografts. Thus, the development of clinical alternates is essential. One promising adjunct method is bone tissue engineering that includes the implantation of a scaffold containing the cells with the supplementation of suitable growth factors. Among the various classes of materials, biodegradable polymers are commonly preferred because their use does not necessitate a secondary surgery for their removal after the intended use. Commercially available polymers such as poly (lactic- co- glycolic acid) and polycaprolactone are expensive and degrade slowly. This motivates the development of novel synthetic biodegradable polymers that are affordable and can be tuned to tailor for specific biomedical applications. The primary aim of this thesis is to synthesize effective biodegradable polymers for drug delivery and bone tissue engineering. The properties of these polymers such as modulus, hydrophobicity and crosslinking etc. were tailored based on the variations in chemical bonds, chain lengths and the molar stoichiometric ratios of the monomers for specific clinical applications. Based on the above variations, degradation and release kinetics were tuned. The cytocompatibilty properties for these polymers were studied and suitable mineralization studies were conducted to determine their potential for bone regeneration.