En los últimos años, el calzado fabricado en España, y en la Unión Europea en general, camina hacia nuevos conceptos en los que la sostenibilidad y la incorporación de los elementos "activos" van a tener un importante papel como valor añadido y elemento de competitividad. Este hecho obliga a los fabricantes de calzado y componentes a reinventarse y desarrollar nuevos productos que cumplan con las exigencias tanto del mercado como de los consumidores. Con los últimos avances en el campo de los materiales funcionales y/o activos se abre una nueva vía para el desarrollo de productos que presenten propiedades funcionales dirigidas a los diversos grupos de usuarios con características y necesidades específicas. En ese sentido, la tecnología de microencapsulación es una herramienta prometedora para este sector tan tradicional, ya que permite transformar el calzado en un nuevo soporte para proporcionar tanto un cuidado estético y sanitario del pie como para mejorar el confort del mismo, entre otras muchas posibilidades. La incorporación de sustancias microencapsuladas en los materiales o componentes del calzado permitirá dotar al calzado de nuevas prestaciones y alcanzar el concepto de calzado activo, el cual contribuirá a mejorar la calidad de vida del usuario, satisfaciendo las necesidades y expectativas de los mismos. El objetivo general de este trabajo se centra en la microencapsulación de sustancias activas tales como agentes antimicrobianos y aromas y su posterior incorporación en los materiales de calzado para lograr obtener un nuevo calzado funcional que permita un cuidado activo del pie de los usuarios durante su uso. Para lograr dicho objetivo, este trabajo se ha estructurado en cinco capítulos. En la introducción se detallan las necesidades del sector calzado y se presentan las tecnologías emergentes capaces de proporcionar un salto cualitativo en cuanto a sus perspectivas futuras. En el segundo capítulo se describe y se detallan los objetivos específicos perseguidos con el desarrollo de este trabajo de investigación. En el tercer capítulo se describen los materiales utilizados para llevar a cabo este trabajo, así como las diferentes técnicas instrumentales empleadas para la síntesis, funcionalización y caracterización de microcápsulas y materiales de calzado empleados. El capítulo de resultados y discusión consta de un compendio de 6 publicaciones fruto del trabajo de investigación de investigación realizado en esta tesis. Se ha realizado un estudio de la microbiota del pie sano, así como una revisión de las técnicas en el campo de la nanotecnología que junto con la microencapsulación presentan un gran desafío en cuanto a su aplicación en el sector calzado. Además y fundamentalmente, se ha estudiado la microencapsulación de sustancias mediante la técnica de polimerización in situ para encapsular un aceite esencial con reconocidas propiedades antimicrobianas como es el aceite de Melaleuca alternifolia. Mediante estudios de Termogravimetría (TGA), Espectroscopía Infrarroja (FTIR) y Microscopía Electrónica de Barrido (SEM) principalmente, se ha profundizado en el mecanismo de encapsulación y liberación de los aceites esenciales estudiados, tanto en lo relativo a la formación de microcápsulas como en las posibles interacciones fisicoquímicas entre la resina y el aceite, así como su efecto en la liberación del aceite esencial en tratamientos combinados que simulan las condiciones de uso de estos productos. Los resultados obtenidos han demostrado que la relación resina:aceite determina en gran medida la eficiencia de encapsulación así como que existe un valor crítico que determina las propiedades de las microcápsulas sintetizadas y las posibles interacciones fisicoquímicas con los componentes del aceite esencial. Los ensayos de simulación de uso en calzado mostraron que el sudor influye en el perfil de liberación del aceite del núcleo y que la acción combinada de sudor y presión además modifica las características de las microcápsulas. El diseño de microcápsulas con resistencias y diferentes perfiles de liberación de la sustancia activa permite obtener un efecto más prolongado del aroma y/o efecto antimicrobiano en el calzado.

[Truncated abstract] Pseudomonas aeruginosa, an important opportunistic pathogen, is resistant to a wide array of functionally and structurally diverse antimicrobial agents including antibiotics, disinfectants and biocides. P. aeruginosa is more resistant than other Gram negative bacteria to tea tree oil (TTO), the essential oil steam distilled from the leaves of Melaleuca alternifolia and comprised of over 100 terpene hydrocarbon components and their oxygenated derivatives. TTO is an established topical antimicrobial agent, with antibacterial, antiviral and antifungal properties. Intrinsic antimicrobial resistance mechanisms in P. aeruginosa include the low permeability of the outer membrane and expression of multi-drug efflux pumps. A series of multi-drug efflux mutants from the resistance-nodulation-cell division family was obtained and their susceptibility to TTO and several components examined. This demonstrated that TTO and the components terpinen-4-ol, 1,8-cineole and a-terpineol were substrates of MexAB-OprM, using both pump deletion mutants and the pump inhibitor Phe-arg ß-naphthylamide dihydrochloride. In complementation studies, the addition of mexAB-oprM to deletion mutants restored susceptibility to these agents to that of the wild-type, confirming the role of MexAB-OprM in tolerance to TTO and these three components. ... An increase in susceptibility to ticarcillin and Timentin occurred in PAO1 following serial subculture in terpinen-4-ol. Susceptibility to ticarcillin has been associated with expression of the MexCD-OprJ system in P. aeruginosa. A library of transposon mutants was created to find additional mechanisms by which P. aeruginosa could tolerate TTO. The library yielded a total of 20 mutants that were more susceptible than parental strains to TTO and/or terpinen-4-ol. The insertion site of the transposon was identified in 14 mutants and, in four mutants, this was a gene related to flagellar biosynthesis. Flagella deficient mutants have previously demonstrated enhanced susceptibility to the membrane-disrupting surfactant sodium dodecyl sulfate and this echoes the increased susceptibility to TTO and terpinen-4-ol observed. Three non-sibling surA mutants were also identified. SurA is involved in the correct folding of outer membrane proteins, including porins, in Gram negative bacteria: surA mutants of Escherichia coli have phenotypes that are characteristic of a defective cell envelope, including an increased susceptibility to hydrophobic agents. The increase in susceptibility to hydrophobic TTO and terpinen-4-ol in the surA mutants is consistent with this and represents the first report linking SurA function to antimicrobial resistance in P. aeruginosa. In conclusion, several Mex efflux systems of P. aeruginosa including MexAB-OprM, MexCD-OprJ and MexEF-OprN, as well as the LPS core, outer membrane integrity and a functioning flagella biosynthetic pathway contribute to the tolerance of this organism to TTO and/or several components.