La quitina es el segundo polisacárido en abundancia en la naturaleza y a partir de ella se obtiene la quitosana, un polielectrolito catiónico cuando se disuelve en soluciones acuosas ácidas que es biodegradable, biocompatible, bacteriostático, antifúngico y tiene la capacidad para formar películas, fibras y matrices porosas ligeras. Así, la quitosana es un polímero natural interesante para aplicaciones en medicina, farmacia, alimentos, cosmética, agricultura, tratamiento de aguas, etc. La quitina se transforma en quitosana por medio de la desacetilación. El grado de desacetilación (DDA) indica la cantidad total de grupos acetamida convertidos en amina, lo que determina directamente sus propiedades (como solubilidad, basicidad, adsorción, entre otras), funcionalidad y, por tanto, las aplicaciones del polímero. En primer lugar, se desacetiló quitina (sólida y disuelta en base a baja temperatura) por calentamiento convencional y con microondas. En el primer método se evaluó el tiempo de reacción (entre 0,5 y 5 h), y en el segundo, el número de ciclos de reacción sin variar el tiempo neto de irradiación (10 min). En segundo lugar, se desacetiló quitosana por el método convencional cambiando la concentración de la base. Además, se realizó la desacetilación con microondas, con la variable del número de ciclos de irradiación, cada uno de 1,5 min. Finalmente, se compararon los métodos entre sí. Los resultados fueron evaluados en función al DDA, analizado por espectrometría infrarroja (FT-IR) y espectroscopia de resonancia magnética nuclear de protón (1H-RMN), y al peso molecular, cuantificado por cromatografía de permeación de gel (GPC) y viscosimetría capilar. En general, todos los resultados muestran que se produce la degradación del polímero durante la desacetilación. Sin embargo, los métodos con microondas y de quitina alcalina no son tan agresivos como el método convencional, de manera que reducen el rompimiento de las cadenas. Se logró obtener quitosanas totalmente desacetiladas (>99% DDA) y con relativamente alto peso molecular (>700 kDa).

El cáncer es una de las principales causas de mortalidad en el mundo. Actualmente, existen diversos tipos de tratamientos contra esta enfermedad, siendo la quimioterapia una de las más resaltantes. En este contexto, los compuestos de vanadio unidos a ligandos moleculares han demostrado ser una interesante opción para tratar diferentes tipos de cáncer que las medicinas convencionales no pueden curar; sin embargo, estos conjugados metálicos presentan complicaciones como una alta insolubilidad y una rápida eliminación del organismo. El uso de la técnica polímero-droga surge como una opción para superar estos impedimentos gracias al alto peso molecular inherente de los ligandos poliméricos que aumenta el tiempo de permanencia de la droga y, si es que el conjugado resulta hidrosoluble, favorece una eficiente biodistribución del mismo en el organismo con la consecuente reducción de la dosis necesaria. La literatura exhibe pocas investigaciones en dónde se ha logrado sintetizar conjugados poliméricos de vanadio hidrosolubles; adicionalmente, estos poseen un muy bajo porcentaje del metal (0.18-0.36%) lo que reduce la efectividad de los mismos para ser evaluados como posibles agentes terapéuticos. Esta investigación presenta el diseño y la síntesis de un nuevo complejo de oxovanadio (IV) completamente hidrosoluble, el poli-(α,β-D,L-[N-(3- di(carboximetil)aminopropil)-aspartamida]-co-[N-(3-(carboximetil)-aminopropil)- aspartamida]-co-[(2-hidroxietil)-aspartamida])-oxovanadio(IV), usando una copoliaspartamida derivatizada, no reportada previamente en la literatura, con un contenido de vanadio del 3%. La variación en la proporción de las cadenas laterales de los ligandos poliméricos, así como en las condiciones de reacción (porcentaje de vanadio añadido, proporción de cadenas laterales y concentración de substratos) han demostrado ser factores clave en la hidrosolubilidad y el rendimiento del presente conjugado polimérico de vanadio. La caracterización de los polímeros y macro-complejos se ha realizado mediante las técnicas de RMN, IR y UV-Vis que demuestran una alta pureza y reproducibilidad de los mismos; el porcentaje de vanadio ha sido determinado por AAS. / Tesis

Fueron elaborados nuevos hidrogeles mediante la copolimerización radicalar de la N-isopropilacrilamida (NiPAAm) y macromonómeros de 2-oxazolinas, en medio acuoso, en presencia de la arcilla Laponita XLS (Hectorita). Los macromonómeros utilizados fueron polímeros de 2-oxazolinas (éster- y metil-oxazolina), con un contenido de 25 y 50% molar de éster oxazolina con un grado de polimerización de 20 unidades y tuvieron un grupo vinilo en el extremo de la cadena polimérica. La síntesis de los hidrogeles fue realizada en agua utilizando el sistema de iniciación persulfato de amonio y TEMED. La gelación fue bastante rápida ocurriendo en apenas 5 minutos. En el sistema de polimerización, la Laponita XLS actuó como un elemento entrecruzador de las cadenas de PoliNiPAAm y macromonómeros que se generaron. De esta forma se obtuvieron hidrogeles con buena consistencia mecánica, transparencia y sensibilidad térmica y al pH. Posteriormente, los grupos éster contenidos en los hidrogeles fueron hidrolizados generándose así los grupos ácido carboxílico dentro de la estructura del hidrogel. Los hidrogeles fueron caracterizados por su rendimiento, su absorción de agua, estabilidad mecánica y su sensibilidad a la temperatura y al pH. Asimismo, fueron caracterizados estructuralmente vía resonancia magnética nuclear (RMN). Estos últimos análisis fueron realizados en el Instituto Leibniz de Investigaciones en Polímeros de Dresden, Alemania. En la presente tesis se utilizó la estrategia de elaborar primero el hidrogel conteniendo grupos protectores ésteres y después hidrolizar estos, in situ, en el hidrogel ya formado, para obtener los grupos ácido carboxílico dentro de su estructura y evitar así al máximo la formación de complejos entre los grupos ácido y la Laponita. Los hidrogeles mostraron sensibilidad a la temperatura debido a su contenido de segmentos de poli(N-isopropilacrilamida) y exhibieron sensibilidad al pH por su contenido de grupos ácido carboxílico. Asimismo, se indica que esta investigación fue presentada en The European Polymer Congress, llevado a cabo en Dresden, Alemania, del 21 al 26 de Junio de 2015. Título: "Synthesis of New Bi-sensitive Composite Laponite XLS-Hydrogel", Autores: J.C. Rueda, L. Lagos, M. Malasquez, H. Komber, S. Zschoche,B. Voit (Código del trabajo SOFT-L-27, página 236 del libro del congreso). / Tesis

La presente tesis trata sobre la síntesis y caracterización de los hidrogeles interpenetrados (IPN) sensibles a la temperatura y al pH, compuestos por una primera red polimérica basada en N-isopropilacrilamida (NiPAAm) (termosensible) y una segunda red polimérica basada en macromonómero de 2-oxazolina y acrilamida (sensible al pH). Estos hidrogeles IPN se sintetizan en tres etapas. Primeramente, se sintetiza el hidrogel de NiPAAm por polimerización radicalaria de una solución acuosa de NiPAAm en presencia de la N,N’-metil-bisacrilamida (BIS) como agente entrecruzante. Después se sintetiza la segunda red polimérica mediante una polimerización radicalaria de la acrilamida y un macromonómero de 2-oxazolina (MM), el cual es un copolímero estadístico de 2-metil-2-oxazolina (MeOXA) y 2-carboxietil-2-oxazolina (EsterOXA), en presencia de la primera red polimérica de NiPAAm. Finalmente, se realiza la hidrólisis básica de los grupos ésteres presentes en el hidrogel IPN. Se caracteriza al hidrogel IPN por diferentes métodos. La absorción de agua y la sensibilidad del hidrogel IPN a diferentes pH y temperaturas se determina mediante el peso de los hidrogeles en diferentes condiciones. La caracterización estructural se realiza por espectroscopia infrarroja con transformada de Fourier (FTIR) mediante la técnica de reflectancia total atenuada (ATR) y por resonancia magnética nuclear de protón (1H-RMN) en el modo de alta resolución con ángulo mágico (HR-MAS). Su comportamiento mecánico se estudia mediante el análisis mecánico dinámico de compresión (AMC). La caracterización estructural demuestra la formación del hidrogel IPN. La sensibilidad a la temperatura del hidrogel IPN se debe a la presencia del PoliNiPAAm, conforme aumenta la cantidad molar del NiPAAm, disminuye la temperatura de transición conformacional, aumentando la contracción del hidrogel. Mientras que la sensibilidad al pH del hidrogel IPN se debe a la presencia de los grupos carboxilatos de la segunda red polimérica, el hidrogel a pH bajos se contrae y a pH altos se expande. / The present thesis is about the synthesis and characterization of interpenetrated polymer network (IPN) hydrogels of sensitive temperature and sensitive pH, composed of a first polymer network based on N-isopropylacrylamide (NiPAAm) (thermosensitive) and a second polymer network based on macromonomer of 2-oxazoline and acrylamide (ph sensitive). These IPN hydrogels are synthesized in three steps. Firstly, the NiPAAm hydrogel is synthesized by free radical polymerization in an aqueous NiPAAm solution in presence of N,N´-methyl-bisacrylamide (BIS) as crosslinking agent. After the second polymer network is synthesized by free radical polymerization of acrylamide and macromonomer (MM) of 2-oxazoline, which is a statistical copolymer of 2-methyl-2- oxazoline (MeOXA) and 2-carboxyethyl-2-oxazoline. (EsterOXA), in the presence of the first NiPAAm polymer network. Finally, the ester groups present in the IPN hydrogel is hydrolyzed. The IPN hydrogel is characterized by different methods. Hydrogel swelling and the sensitivity of the IPN hydrogel at different pH and temperatures is determined by the weight of the hydrogels under different conditions. The structural characterization by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) the technique of attenuated total reflectance (ATR) and proton nuclear magnetic resonance (1H-RMN) by highresolution magic-angle-spinning (HR-MAS). The mechanical behavior is studied through dynamic mechanical analysis (DMA). The structural characterization demonstrates formation of the IPN hydrogel. The sensitivity to temperature of the IPN hydrogel is due to presence of PoliNiPAAm, just as the molar amount of NiPAAm increases, decreases the conformational transition temperature; raise the contraction of the hydrogel. While the pH sensitivity of the IPN hydrogel is due to presence of the carboxylate groups of the second polymer network, at down pH the hydrogel contracts and at high pH the hydrogel expands. / Tesis

La metabolómica es el análisis completo de todos los metabolitos presentes en un sistema biológico. Su aplicación en el área de las ciencias y tecnologías de alimentos ha permitido abordar la calidad, la autenticidad y la denominación de origen de diversos productos, así como también identificar metabolitos asociados con las propiedades organolépticas, nutritivas o nocivas de un alimento. El análisis de mezclas en estudios de metabolómica se centra en el uso de metodologías basadas en la espectroscopía de Resonancia Magnética Nuclear (RMN) y la espectrometría de Masas (MS), esta última de modo directo o acoplada a diversos sistemas cromatográficos. El uso de estas metodologías dependerá en muchos casos del tipo de análisis químico-analítico que la muestra requiera, resaltando entre ellas el estudio dirigido, no dirigido o semi- dirigido. En este trabajo de investigación se presentarán varios ejemplos de estudios de este tipo, haciendo uso de la RMN y otras técnicas espectroscópicas y espectrométricas para el análisis de mezclas complejas. También, se abordará la correlación estadística total (STOCSY) y heteroespectroscópica (SHY) y se presentarán algunos ejemplos de su potencialidad en la identificación de metabolitos en muestras biológicas de importancia en las ciencias de los alimentos y ciencias de la salud.

El análisis sistémico de datos biomédicos procedentes de diferentes niveles biológicos abre amplias expectativas en el proceso de toma de decisiones médicas. Las nuevas tecnologías biomédicas permiten la interpretación del origen de las afecciones que sufren los pacientes, trasladando el paradigma de decisión hacia la medicina basada en la evidencia. Esta Tesis centra su atención en la ayuda al diagnóstico del cáncer asistida por ordenador. El objetivo de nuestro estudio es obtener unos resultados de alto acierto en clasificación, que ofrezcan transparencia en su interpretación mediante conocimiento médico y capacidad de generalización cuando se aplican a pacientes procedentes de múltiples centros estudiados con posterioridad. Los aspectos técnicos cubiertos en esta Tesis incluyen el procesamiento, modelado, extracción de características, y combinación de datos biomédicos; así como la inferencia y evaluación de modelos predictivos de dichos datos y la integración de los modelos predictivos en sistemas de ayuda a la decisión para entornos clínicos. Concretamente, estos puntos se abordan para dos problemas médicos: el diagnóstico de Tumores de Partes Blandas (TPB) y, especialmente, el diagnóstico de Tumores Cerebrales (TC). En los desarrollos realizados para el problema de TPB con hallazgos de imagen se alcanzó una alta eficacia en la clasificación basada en Reconocimiento de Formas de tumores según su carácter benigno o maligno. Un sistema de ayuda a la decisión especializado para el problema de TPB fue diseñado e implementado a partir de los clasificadores aprendidos a partir de una base de datos multicéntrica. Las contribuciones de esta Tesis al estudio de Tumores Cerebrales incluyen el análisis de señales biomédicas in-vivo y ex-vivo del paciente. Ha sido propuesta una nueva aproximación para la combinación de Espectros de Resonancia Magnética (ERM) adquiridos para un mismo paciente con diferentes tiempos de eco (TE corto y TE largo) ha sido propuesta. También se / García Gómez, JM. (2009). Pattern recognition approaches for biomedical data in computer-assisted cancer research [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/4602

La osteoporosis es una enfermedad ósea que se manifiesta con una menor densidad ósea y el deterioro de la arquitectura del hueso esponjoso. Ambos factores aumentan la fragilidad ósea y el riesgo de sufrir fracturas óseas, especialmente en mujeres, donde existe una alta prevalencia. El diagnóstico actual de la osteoporosis se basa en la cuantificación de la densidad mineral ósea (DMO) mediante la técnica de absorciometría dual de rayos X (DXA). Sin embargo, la DMO no puede considerarse de manera aislada para la evaluación del riesgo de fractura o los efectos terapéuticos. Existen otros factores, tales como la disposición microestructural de las trabéculas y sus características que es necesario tener en cuenta para determinar la calidad del hueso y evaluar de manera más directa el riesgo de fractura. Los avances técnicos de las modalidades de imagen médica, como la tomografía computarizada multidetector (MDCT), la tomografía computarizada periférica cuantitativa (HR-pQCT) y la resonancia magnética (RM) han permitido la adquisición in vivo con resoluciones espaciales elevadas. La estructura del hueso trabecular puede observarse con un buen detalle empleando estas técnicas. En particular, el uso de los equipos de RM de 3 Teslas (T) ha permitido la adquisición con resoluciones espaciales muy altas. Además, el buen contraste entre hueso y médula que proporcionan las imágenes de RM, así como la utilización de radiaciones no ionizantes sitúan a la RM como una técnica muy adecuada para la caracterización in vivo de hueso trabecular en la enfermedad de la osteoporosis. En la presente tesis se proponen nuevos desarrollos metodológicos para la caracterización morfométrica y mecánica del hueso trabecular en tres dimensiones (3D) y se aplican a adquisiciones de RM de 3T con alta resolución espacial. El análisis morfométrico está compuesto por diferentes algoritmos diseñados para cuantificar la morfología, la complejidad, la topología y los parámetros de anisotropía del tejido trabecular. En cuanto a la caracterización mecánica, se desarrollaron nuevos métodos que permiten la simulación automatizada de la estructura del hueso trabecular en condiciones de compresión y el cálculo del módulo de elasticidad. La metodología desarrollada se ha aplicado a una población de sujetos sanos con el fin de obtener los valores de normalidad del hueso esponjoso. Los algoritmos se han aplicado también a una población de pacientes con osteoporosis con el fin de cuantificar las variaciones de los parámetros en la enfermedad y evaluar las diferencias con los resultados obtenidos en un grupo de sujetos sanos con edad similar.Los desarrollos metodológicos propuestos y las aplicaciones clínicas proporcionan resultados satisfactorios, presentando los parámetros una alta sensibilidad a variaciones de la estructura trabecular principalmente influenciadas por el sexo y el estado de enfermedad. Por otra parte, los métodos presentan elevada reproducibilidad y precisión en la cuantificación de los valores morfométricos y mecánicos. Estos resultados refuerzan el uso de los parámetros presentados como posibles biomarcadores de imagen en la enfermedad de la osteoporosis. / Alberich Bayarri, Á. (2010). In vivo morphometric and mechanical characterization of trabecular bone from high resolution magnetic resonance imaging [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/8981

Santiago Ramón y Cajal demostró que el sistema nervioso y el cerebro estaban formados por células, al igual que el resto de los tejidos vivos. Esas células fueron llamadas neuronas y las conexiones entre ellas, la sinapsis, son fundamentales para su funcionamiento y comunicación. Todo lo que ocurre dentro del cerebro puede describirse como un entramado de corrientes eléctricas y reacciones bioquímicas entre neuronas. A partir del siglo XIX, la observación y estudio de síndromes o enfermedades debidas a lesiones cerebrales jugó un papel trascendental en el desarrollo de las neurociencias. Por primera vez fue posible establecer algunas correlaciones entre determinadas áreas del cerebro y determinadas funciones mentales superiores como el lenguaje o la memoria. Sin embargo, hace tiempo que se ha superado ese modelo localizacionista. Hoy se asume que las funciones cognitivas no están localizadas en un área cerebral específica, sino que se basan en el funcionamiento de complejos sistemas funcionales. Gracias a las técnicas de neuroimagen funcional, podemos relacionar una tarea concreta con un determinado patrón de activación cerebral, es decir, un conjunto de áreas coactivadas. Uno de los grandes retos de la neurociencia en la actualidad es consolidar el conocimiento de los patrones de actividad cerebral. Por otro lado, muchas patologías tanto neurológicas como psiquiátricas, no obedecen a una lesión focal o a la alteración de una sola área cerebral. Diferentes trastornos, como la esquizofrenia o el autismo, se entienden en la actualidad como desordenes complejos de la conectividad neural. El estudio de la conectividad neural "in vivo" es uno de los principales objetivos de las técnicas de neuroimagen. Un objetivo en un futuro próximo es que estas técnicas, que se centran en el estudio de la conectividad entre distintas áreas cerebrales, permitan mejorar de forma directa los diagnósticos y de forma indirecta los tratamientos de diversas patologías neurológicas y mentales / De La Iglesia Vayá, MDLD. (2011). Técnicas de conectividad cerebral y transferencia de información aplicado al estudio de la esquizofrenia [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/10987

La Resonancia Magnética funcional (RMf) es una técnica moderna de neuroimagen que permite la localización de actividad neuronal con una alta resolución espacial. La técnica de RMf emplea los cambios locales de oxigenación en la sangre, reflejados como pequeños cambios en la intensidad en un tipo concreto de imagen de Resonancia Magnética. La habilidad de esta técnica en la detección de cambios en la función en el cerebro sano y enfermo, y la localización de función anormal convierte a la RMf en una técnica ideal para el tratamiento de numerosas enfermedades y lesiones neuronales. Ya se ha aplicado clínicamente en la localización de áreas funcionales afectadas por tumores, pre- y post- operativamente. La esquizofrenia, una vasta enfermedad que se encuentra presente en el uno por cien de la población global, es una dolencia que se ha estudiado recientemente mediante técnicas de neuroimagen funcional, con más de 300 estudios publicados en revistas sobre esquizofrenia y RMf. La comprensión de los sustratos neuronales de la esquizofrenia requiere una determinación precisa de la extensión y la distribución de anormalidades en la función y anatomía cerebrales. Ya que los síntomas tienen una distribución dispersa, se debería emplear una aproximación fenomemológica a esta enfermedad para relacionar anormalidades, síntomas y prognosis con precisión. Los pacientes que tienen principalmente síntomas positivos, tales como alucinaciones auditivas y delirios, pueden tener anomalías cerebrales diferentes a aquellos que tienen síntomas negativos pronunciados. Por tanto, en el presente estudios se ha seleccionado un síntoma positivo, la presencia de alucinaciones auditivas en pacientes esquizofrénicos, como el criterio de selección de un grupo homogéneo de pacientes esquizofrénicos auditivos. Esta tesis presenta la aplicación de la RMf al estudio de la enfermedad de la esquizofrenia. Finalmente, un nuevo método de filtrado de datos de RMf, el NL-means, se ha propuesto y se sugiere su / Lull Noguera, JJ. (2008). Optimizing fMRI analysis in Schizophrenia research: methodology improvements [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/48597

El ácido ursólico es un triterpeno pentacíclico que pertenece al grupo de los terpenoides y debido a sus diversas actividades farmacológicas, relacionadas con sus efectos hepatoprotectores, anti-oxidante, anti-inflamatorio y antitumoral, es objeto de un gran interés científico. Esta investigación tuvo como finalidad obtener ácido ursólico de alta pureza de una manera fácil, rápida y económica a partir de la especie clinopodium revolutum conocida comercialmente como flor de arena. El proceso comenzó con la obtención del extracto de las hojas secas, a partir de ello se aisló ácido ursólico y se usó la técnica de recristalización para la separación y purificación. Finalmente se realizó análisis espectroscópicos de IR y RMN mono y bidimensional para caracterizar la molécula. Mediante la técnica de UPLC se determinó el contenido total y el porcentaje de pureza. Entre los resultados más importantes del estudio se determinó que dicha especie es la que presenta mayor cantidad (4,864 %) de ácido ursólico entre las especies de la familia Lamiaceae. Entre las conclusiones se destaca que dicha planta medicinal Clinopodium revolutum conocida y comercializada con el nombre de flor de arena o té indio endémica del Perú, cultivada principalmente en las regiones de Huánuco y Cajamarca, resultó ser una importante biofuente de ácido ursólico, no solo por su alto contenido sino también por los métodos fáciles, económicos y reproducibles con las que se logró obtener cristales de ácido ursólico puro mediante la técnica de recristalización. / Ursolic acid is a pentacyclic triterpene that belongs to the group of terpenoids and for its variety of pharmacological activities, related to their hepatoprotective effects, anti-oxidant, anti-inflammatory and anti-metastasis, is a subject of great scientific interest. This research aimed to obtain high purity ursolic acid in an easy, fast and economical way from the Clinopodium revolutum species known commercially as flor de arena. The process began with obtaining the extract of the dried leaves, from which ursolic acid was isolated using and the recrystallization technique was used for separation and purification. Finally we performed spectroscopic analyzes of IR and mono and twodimensional NMR to characterize the molecule. The total content and percentage of purity were determined by the UPLC technique. Among the most important results of the study, it was determined that this species is the one with the highest amount (4.864%) of ursolic acid among species of the Lamiaceae family. Among the conclusions, it is noted that this medicinal plant known as Clinopodium revolutum and marketed under the name of flor de arena or té indio endemic of Peru, grown mainly in the regions of Huánuco and Cajamarca, proved to be an important biofuente of ursolic acid, not only for its high content but also by the easy, economical and reproducible methods with which crystals of pure ursolic acid were obtained by the recrystallization technique. / Tesis