This thesis refers to Fe-based biodegradable materials and their potencial aplications in medicine, especially as temporary bone implants. This work generaly summaries aplications of biomaterial in medicine with more interest kept on biodegradable materials and their in-vivo corrosion. The experimental part refers to conduction of porous Fe-based materials with silica addition. The structure of prepared specimens is identified by EDX and XRD analysis. The imersion test and electrochemical studies were conducted to observe corrosion behaviour with respect to different concentration of silica. Potenciodynamic curves were obtained to determine corrosion potencial and corrosion current density of prepared samples.

This thesis is focused on the design and development of an approach, allowing the fabrication of biocompatible/biodegradable self-rolled polymer tubes, which are sensitive to stimuli at physiological conditions, can be homogenously filled with cells and are able to self-assemble into a complex 3D construct with uniaxially aligned pores. These constructs are aimed to recreate the microstructure of tissues with structural anisotropy, such as of muscles and bones. The approach consists of two steps of self-assembly. As a first step, cells are adsorbed on the top of an unfolded bilayer; triggered rolling results in a parallel encapsulation of cells inside the tubes. As a second step, the formed self-rolled tubes with encapsulated cells can be assembled in a uniaxial tubular scaffold. Three polymer systems were designed and investigated in the present work in order to allow triggered folding of the bilayer. These systems allow either reversible or irreversible tube formation. The possibility to encapsulate microobjects inside self-rolled polymer tubes was demonstrated on the example of silica particles, yeast cells and mammalian cells. At conditions when bilayer film is unfolded, particles or cells were deposited from their aqueous dispersion on the top of bilayer. An appropriate change of conditions triggers folding of the bilayer and results in encapsulation of particles or cells inside the tubes. One way swelling of an active polymer allows irreversible encapsulation of cells in a way that tubes do not unroll and cells cannot escape. It was demonstrated that encapsulated cells can proliferate and divide inside the tubes for a long period of time. Since used polymers are optically transparent, encapsulated cells can be easily observed using optical and fluorescent microscopy. Reversible swelling of an active polymer provides the possibility to release encapsulated objects. It was demonstrated that in aqueous media microtubes possessing small amount of negatively charged groups on external walls self-assemble in the presence of oppositely charged microparticles that results in a formation of 3D constructs. In obtained aggregates tubes and therefore pores were well-aligned and the orientation degree was extremely high. Moreover, the approach allows the design of porous materials with complex architectures formed by tubes of different sorts. The assembly of cell-laden microtubes results in a formation of uniaxial tubular scaffold homogeneously filled with cells. The results presented in this work demonstrate that the proposed approach is of practical interest for biotechnological applications. Self-rolled tubes can be filled with cells during their folding providing the desired homogeneity of filling. Individual tubes of different diameters could be used to investigate cell behaviour in confinement in conditions of structural anisotropy as well as to mimic blood vessels. Due to their directionality tubes could be used to guide the growth of cells that is of interest for regeneration of neuronal tissue. Reversibly foldable films allow triggered capture and release of the cells that could be implemented for controlled cell delivery. In perspective, self-assembled 3D constructs with aligned pores could be used for bottom-up engineering of the scaffolds, mimicking such tissues as cortical bone and skeletal muscle, which are characterized by repeating longitudinal units. Such constructs can be also considered as a good alternative of traditional 2D flat cell culture.

The work presented in this thesis was conducted at Uppsala University and at Swerim AB. The study aims to broaden the knowledge about the corrosion of additively manufactured bioresorbable alloy WE43 in humanlike conditions for future applications. Biodegradable metal implants are implants meant to stay in the body and support the wounded bone for a certain time period, and then degrade as new, healthy bone forms in its place. Magnesium alloys have properties that are desired for these kind of implants as it is biodegradable, non-toxic and matches the mechanical properties of bone. Furthermore, magnesium alloy WE43, containing yttrium, neodymium and zirconium, already exist on the market as a powder extruded screw that treats Hallux valgus, thus proves the alloys compatibility as a bioresorbable implant. However, in order to optimize implants for specific situations, additive manufacturing can be a powerful tool. By utilizing the advantages of additive manufacturing, patient specific, complex designs implant can be manufactured rapidly in order to be used in a patient. On the other hand, additive manufacturing is a complex method with many aspects affecting the outcome. Therefore it is important to study the influence that different parameters have on the material's properties, especially the corrosion properties. This thesis aims to study different power settings on the laser in the manufacturing process and what effect it has on the microstructure as well as the corrosion properties of as built WE43 samples. Samples of three different parameters settings were manufactured with a Powder Bed Fusion-Laser Beam 3Dprinter. These samples were analyzed regarding surface roughness and microstructure with Light Optical Microscope, Scanning Electron Microscope, Energy Dispersive Spectroscopy, Electron Backscatter Diffraction and Alicona InfiniteFocus. Furthermore, the corrosion properties of the samples were investigated by collecting and measuring hydrogen gas that is released during the corrosion process. In addition, the electrolyte were examined regarding the change in ion concentration and electrochemical tests were performed. It was found that the samples did not differ substantially in microstructure as all three parameter settings exhibited a matrix of magnesium and precipitates of alloying elements. However, the sample manufactured at the lowest energy density had pores incorporated in the bulk. Despite the porous bulk this sample performed best in the immersion tests and exhibited the lowest corrosion rate over 28 days. The reason for this behavior is not determined, however possible causes are discussed and further studies are recommended.

Au cours des dernières décennies, l’utilisation de polymères biodégradables a connu un regain d’intérêt pour des applications agricoles. Dans cette étude, nous nous concentrons sur le développement de textiles biodégradables destinés à la protection anti-insecte des cultures. Actuellement, ces textiles doivent être collectés par des entreprises après la saison agricole et entraîne un coût non négligeable pour l’utilisateur. Une alternative serait d’avoir des agro-textiles qui pourraient être collectés par l’utilisateur et minéralisés après quelques mois. Les polymères biodégradables pourraient répondre à ces objectifs. Dans cette étude, nous nous sommes concentrés sur le poly(butylene succinate) un polymère biodégradable et biosourcé. Le PBS a été synthétisé sur un pilote de polycondensation. Néanmoins, le PBS issu de cette synthèse présente de faibles propriétés rhéologiques. La structure du PBS a donc été modifiée par l’incorporation de branchements ou d’allongeurs de chaines. Les propriétés mécaniques ont également été optimisées via la synthèse de systèmes PBS/PLA transréagits et de PBS nanocomposites. Ces PBS modifiés ont été testés au filage. Finalement un fil de PBS avec 0,5% de silice sphérique a été produit à plus grande échelle et un textile a été fabriqué. Le vieillissement de ces fils PBS a été étudié et la conservation des propriétés mécaniques durant l’utilisation du fil en extérieur a été validée. Enfin, une dernière approche plus exploratoire a été testée. Elle consiste en la modification du PBS par des interactions supramoléculaires réversibles en température. / In the last decade, biodegradable polymers have gained significant interest for agricultural applications. Here we focus on the development of biodegradable textiles for insect-proof nets. Currently these textiles must be collected by specialized companies after the growing season and generate disposal cost. An ideal agrotextile would be collected by the user at the end of the growing season, and undergo full mineralization within few months. These requirements can be achieved by using biodegradable polymers. In this study, poly(butylene succinate) (PBS), a biobased and biodegradable polymer was studied. PBS was synthesized by polycondensation on a pilot plant reactor. Because of low rheological properties of the synthesized polyester, the chemical structure of PBS was modified by several approaches like chain extension or branching. The mechanical properties were tuned with the synthesis of PBS/PLA transreacted systems and PBS nanocomposites. These modified PBS were tested upon fiber spinning. Finally a PBS yarn with 0,5% spherical silica was produced at higher scale and a textile was done. Ageing of the PBS yarns was also studied and the conservation of the mechanical properties during use of the textile was validated. Lastly a more exploratory approach was tested. It is synthesis of modified PBS by supramolecular interactions, which are reversible upon temperature.

Nuestro proyecto se genera a partir de una preocupación que afecta a muchas personas en el mundo, el uso de plásticos para la elaboración de artículos de cuidado personal y la escasa ayuda a las organizaciones comunitarias a partir de un modelo de negocio. Es por ello, que la idea de negocio se genera a partir de esas dos necesidades. Este proyecto se divide en dos etapas fundamentales; la validación del problema y la solución propuesta. Hoy en día las personas no tienen conciencia en el impacto del uso de artículos de cuidado personal que son hechos a base de plásticos, ya que no cuentan con un conocimiento de los productos biodegradables que existen en el mercado. Sin embargo, cuando se deciden a comprar productos biodegradables no suelen ser constantes en sus compras; ya que no saben del todo sus beneficios que tienen y el valor agregado que podría tener su contribución mediante la compra. Es aquí donde Saluffa decide apostar por las esponjas biodegradables que son producidas en la región de Ancash por la Organización Matto Grosso para presentarlas en un kit de esponjas que cuentan con tres presentaciones y ser comercializadas en Lima Metropolitana. En la primera etapa, se realizaron entrevistas a nuestro público objetivo y expertos con la finalidad de obtener información relevante para nuestro problema. En la segunda etapa, se realizó nuestro modelo de negocio para determinar si es que nuestro proyecto resultaría viable. Nuestro diferencial de producto son los múltiples beneficios que tiene y el valor agregado que es la contribución monetaria a la OMG, mediante el contrato de exclusividad para la comercialización de las luffas. Las proyecciones indican que bajo una tasa de descuento de %, lograremos un VAN de S/.41,162 soles con una tasa interna de retorno (TIR) de % en un periodo de recupero de la inversión de años por lo cual nuestro proyecto sería viable en cuanto a inversión. / Our project is generated from a concern that affects many people in the world, the use of plastic to produce personal care items and a little help to community organizations based on a business model. That is why the business idea is generated from these two needs. This project is divided into two fundamental stages: the validation of the problem and the proposed solution. Today people are not aware of the impact of the use of personal care items that are made from plastic, since they do not have a knowledge of the biodegradable products that exist in the market. However, when they decide to buy biodegradable products, they are not usually constant in their buying; since they do not fully know their benefits and the added value that their contribution and could have through the purchase. It is here where Saluffa decides to invest in the biodegradable sponges that are produced in the Ancash region by Matto Grosso Organization to present them in a sponge kit that have three presentations and be marketed in modern Lima. In the first stage, interviews were conducted with our target audience and expert to obtain relevant information for our problem. In the first stage, interviews were conducted with our target audience and expert to obtain relevant information for our problem. In the second stage, our business model was carried out to determine if our project would be viable. Our product differential is the multiple benefits it has and the added value that is the monetary contribution to the OMG, through the exclusive contract for the commercialization of the luffas. The projections indicate that under a discount rate of %, we will achieve a VAN of S/.41,162 soles with an internal rate of return (IRR) of % in a period of recovery of investment of years for which our project would be viable as investment. / Trabajo de investigación

Tesis por compendio / [ES] El envasado activo es una de las tecnologías emergentes más relevantes de la industria alimentaria. Su objetivo es interactuar con el espacio de cabeza del envase para controlar las reacciones enzimáticas, químicas, físicas y microbiológicas que deterioran los alimentos por medio de la absorción o liberación. La actual tesis doctoral trata originalmente del desarrollo y la caracterización de estructuras de envasado de alimentos activas y biodegradables mono y multicapa basadas en materiales de polihidroxialcanoatos (PHA) electroestirados derivados de estrategias de bioeconomía circular. Con el fin de dotar con propiedades activas los materiales de envasado, se incorporaron a los PHA aceites esenciales, extractos naturales, nanopartículas metálicas o combinaciones de los mismos mediante electrospinning de soluciones. Las fibras resultantes de PHA por electrospinning se recocieron para obtener monocapas continuas que, posteriormente, se combinaron con películas de polímeros biodegradables fundidas, sopladas o fundidas con disolventes y/o con revestimientos de barrera de nanocristales de celulosa bacteriana (CNC) para desarrollar novedosos sistemas multicapa con propiedades antimicrobianas y de barrera. Estos sistemas multicapas basados en PHA presentaron un buen rendimiento térmico y mecánico, así como altas propiedades de barrera a los vapores y gases. Las películas activas también mostraron mejores propiedades antioxidantes y una alta actividad antimicrobiana contra las bacterias transmitidas por los alimentos tanto en sistemas abiertos como, lo que es más importante, en sistemas cerrados, que pueden imitar las condiciones de envasado en casos reales. Por lo tanto, los materiales y prototipos desarrollados en este trabajo pueden ser muy prometedores como materiales de envasado, para constituir bandejas, flow packs y tapas, siendo completamente renovables y también biodegradables, con una potencial capacidad de aumentar tanto la calidad, como la seguridad de los productos alimenticios en el nuevo contexto de la Bioeconomía Circular. / [CA] L'envasament actiu és una de les tecnologies emergents més rellevants de la indústria alimentària. El seu objectiu és interactuar amb l'espai de cap de l'envàs per controlar les reaccions enzimàtiques, químiques, físiques i microbiològiques que deterioren els aliments per mitjà de l'absorció o alliberament. L'actual tesi doctoral tracta originalment de el desenvolupament i la caracterització d'estructures d'envasat d'aliments actives i biodegradables mono i multicapa basades en materials de polihidroxialcanoatos (PHA) electroestirados derivats d'estratègies de bioeconomia circular. Per tal de dotar amb propietats actives dels materials d'envasat, es van incorporar als PHA olis essencials, extractes naturals, nanopartícules metàl·liques o combinacions dels mateixos mitjançant electrospinning de solucions. Les fibres resultants de PHA per electrospinning es recocieron per obtenir monocapes contínues que, posteriorment, es van combinar amb pel·lícules de polímers biodegradables foses, bufades o foses amb dissolvents i / o amb revestiments de barrera de nanocristalls de cel·lulosa bacteriana (CNC) per desenvolupar nous sistemes multicapa amb propietats antimicrobianes i de barrera. Aquests sistemes multicapes basats en PHA van presentar un bon rendiment tèrmic i mecànic, així com altes propietats de barrera als vapors i gasos. Les pel·lícules actives també van mostrar millors propietats antioxidants i una alta activitat antimicrobiana contra bacteris transmeses pels aliments tant en sistemes oberts com, el que és més important, en sistemes tancats, que poden imitar les condicions d'envasament en casos reals. Per tant, els materials i prototips desenvolupats poden ser molt prometedors com materials d'envasat, per constituir safates, flow packs i tapes, sent completament renovables i també biodegradables, amb la capacitat potencial final d'augmentar tant la qualitat, com la seguretat de els productes alimentaris en el nou context de l'Bioeconomia Circular. / [EN] Active packaging is one of the most relevant emerging technologies in the food industry. It aims to interact with the packaging headspace to control the enzymatic, chemical, physical, and microbiological reactions that deteriorate food through scavenging or releasing means. The current PhD thesis originally deals with the development and characterization of mono and multilayer active and biodegradable food packaging structures based on electrospun polyhydroxyalkanoates (PHA) materials derived from circular bioeconomy strategies. In order to provide the packaging materials with active properties, essential oils, natural extracts, metallic nanoparticles or combinations thereof were incorporated into PHA by solution electrospinning. The resultant electrospun PHA mats were annealed to obtain continuous monolayers that were, thereafter, combined with cast-extruded, blown or solvent-casted biodegradable polymer films and/or barrier coatings of bacterial cellulose nanocrystals (CNCs) to develop novel multilayer systems with antimicrobial and barrier properties. These PHA-based multilayers systems presented good thermal and mechanical performance as well as high barrier properties to vapors and gases. The active films also showed improved antioxidant properties and high antimicrobial activity against food-borne bacteria in both open and, more importantly, closed systems, which can mimic real case use packaging conditions. Therefore, the here-developed materials and prototypes can be very promising as packaging materials, to constitute trays, flow packs and lids, being completely renewable and also biodegradable, with the final potential capacity to increase both quality and safety of food products in the new Circular Bioeconomy context. / Al programa Santiago Grisolía de la Generalitat Valenciana (0001426013N810001A201) por concederme la beca Predoctoral. Al proyecto EU H2020 YPACK “High Performance Polyhydroxyalkanoates Based Packaging to Minimise Food Waste” (Grant agreement 773872) de la Comisión Europea. Al proyecto RTI2018-097249-B-C21 financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación de España. A la Unidad Asociada IATA-UJI en “Polymer Technology”. / Figueroa López, KJ. (2021). Biodegradable Mono and Multilayer Materials with Antimicrobial Capacity Based on Circular Bioeconomy of Application Interest in Food Packaging [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/168439 / TESIS / Compendio

No description available.

No description available.

Den globala efterfrågan på textila produkter ökar ständigt, samtidigt som branschen står inför stora utmaningar gällande dess höga klimat- och miljöpåverkan. Omkring 65 miljoner ton syntetiskt material framställs årligen, där polyester står för 82% och dominerar marknaden. Polyester (PET) tillverkas från fossila råvaror, det vill säga icke-förnybara källor, vilket bidrar till en ökad andel CO2 i atmosfären, vilket i sin tur leder till en förhöjd medeltemperatur. För att lyckas minska koldioxidavtrycket med 30% fram till år 2030 behövs flera åtgärder genomföras. Bioplaster kan komma att bidra till en mer hållbar livscykel, då de jungfruliga polymererna tillverkas av förnyelsebara eller återvunna råvaror. Denna rapport söker svar på effekten av att ersätta konventionell polyester med biobaserade polymera material i textila produkter. Studien ger en inblick i fibervalets klimatpåverkan under framställning, användarfasen och hantering vid end-of-life som en del av vägen mot en cirkulär ekonomi. Arbetet utgår ifrån en produkt tilldelad från uppdragsgivaren BRAV Norway, Lundhags. Med hjälp av en litteraturstudie och Higg MSI, som mäter klimatpåverkan cradle-to-gate, utvärderas och jämförs återvunnen polyester (rPET), polytrimetylenteftalat (Bio-PTT), polyetenfuranoat (PEF), polyetentereftalat (Bio- PET), polymjölksyra (PLA), polybutensuccinat (PBS) och polyhydroxialkanoater (PHA). I teorin kan samtliga biobaserade material som undersökts spinnas till textila fibrer, vissa finns redan på marknaden och andra är under utvecklingsfasen. Resultatet i Higg MSI visar att råvarans ursprung har en inverkan, men att de biobaserade råvaror inte alltid leder till en lägre klimatpåverkan, här kan återvunna fossilbaserade material uppvisa bättre resultat. Biobaserade material är fördelaktiga ur den synpunkt att de utvinns från förnybara källor, vilket bidrar till lägre koldioxidutsläpp längs hela värdekedjan. Konceptet kring bioekonomi stärker tillämpningen av biopolymerer, då materialet kan övergå från den tekniska till biologiska cykeln enligt Ellen MacArthus fjärilsdiagram. Hanteringen när produkten når end-of-life avgör om man kan närma sig ett cirkulärt kretslopp. Bionedbrytningsbara polymerer ingår i en open-loop- För en cirkulär ekonomi eftersträvar man att material skall ingå i en closed-loop samt uppnå så lång livslängd som möjlig för att minska den totala klimatpåverkan, vilket kan var kritiskt för de bionedbrytningsbara material. I detta område krävs mer efterforskning. Bio-PET och PEF är fördelaktiga då de går att framställa och återvinna i samma strömmar som PET. Det är även avgörande hur stor tillgängligheten är, möjlighet för återvinning och materialets egenskaper när det kommer till val av fibrer för en minskad klimatpåverkan. Bland de bionedbrytningbara materialen är PLA den mest lämpade. Polyester är i dagsläget svårt att ersätta med ett annat polymert material som avsevärt förbättrar produkten under användarfasen. Forskningen som bedrivs leder till ökad tillgång av de biobaserade materialen samt förbättrade egenskaper under användarfasen. Biobaserade material är ett bra komplement till återvunna material för att fasa ut tillverkningen av jungfruliga material. / The global demand for textiles is constantly increasing, and at the same time the textile industry is facing major challenges regarding its significant impact on the climate and the environment. Approximately 65 million tons of synthetic materials are produced annually, with polyester accounting for 82% and dominating the market. Polyester (PET) is produced from non-renewable resources, increasing the share of CO2 in the atmosphere and contributing to higher average temperatures. Several measures need to be implemented to reduce CO2 emissions by 30% until 2030. Bioplastics have the potential to contribute to a more sustainable life cycle because they are made from renewable or recycled raw materials. The purpose with this report is to investigate the impact of replacing conventional polyester with bio-based polymeric materials in textile products. The study will provide insight into the climate impacts of fiber choices production, usephases, and waste management as part of the transition to a circular economy. The study is based on products provided by the Norwegian company BRAV (Lundhags). The information is based on a literature review and the Higg MSI, and is based on cradle-to-gate. Recycled polyester (rPET), polytrimethylenephthalate (bio-PTT), polyethylenefuranoate (PEF), polyethyleneterephthalate (bio-PET), polylactic acid (PLA), and polybutenesuccinate (PBS) and polyhydroxyalkanoate(PHA) were evaluated and compared in terms of their impact on the climate, recycled PET and polytrimethylene (BPET) shows the best result. Theoretically, all of the biobased materials considered can be spun into fiber, some are already on the market, and others are still under development. The result from HiggMSI shows that the source of the raw material has an impact, but biobased raw materials doesn't necessarily have a lower impact on climate and conversely, fossil-based recycled feedstock may show better results. Bio-based feedstocks are advantageous in that they are extracted from renewable resources and contribute to lower carbon emissions throughout the value chain. The concept of bioeconomics enhances the application of biopolymers because it allows materials to move from the technological cycle to the biological cycle according to the Ellen MacArthus butterfly diagram. Waste management determines whether a material can be moved closer to a circular cycle or not. Biodegradable polymers are part of an open-loop, and in a circular economy, the goal is for materials to be part of this system. It is also desirable to achieve the longest possible lifetime to reduce the impact on climate, which is critical for biodegradable materials and requires further research in this area. Bio-PET and PEF have the advantage that they can be produced and recycled in the same stream as PET. In addition, availability, recyclability, and properties are important to consider when choosing fibers to reduce climate impact. Among biodegradable materials, PLA is the most suitable. Polyester is currently difficult to replace with other polymeric materialsals can significantly improve products during the usephase. As research continues, access to biobased materials will increase and their properties will improve. Biobased materials are an effective complement to recycled materials and can help phase out the production of virgin materials.

Tesis por compendio / [ES] Los residuos de envases alimentarios contribuyen en gran medida a la actual crisis medioambiental provocada por los plásticos. Por ello, la industria alimentaria necesita soluciones de envasado más sostenibles y respetuosas con el medio ambiente, utilizando materiales biodegradables y activos para alargar la vida útil de los alimentos. En este sentido, la presente tesis doctoral tiene como objetivo la obtención de películas activas a base de almidón y PLA mediante la incorporación de ácidos ferúlico o cinámico como compuestos activos, con el fin de desarrollar laminados multicapa que cumplan con los requisitos de envasado de alimentos, con capacidad antibacteriana para alargar la vida útil del producto. La incorporación de los ácidos ferúlico y cinámico a las matrices de almidón de yuca mediante el proceso de mezclado en fundido, al 1 y 2%, promovió la plastificación de la película, probablemente debido a la hidrólisis parcial del polímero durante el proceso de mezclado. Los análisis de la actividad antibacteriana de las películas frente a Escherichia coli y Listeria innocua, en medio de cultivo, revelaron que las películas con ácido cinámico eran más eficaces para inhibir el crecimiento bacteriano, y que Listeria innocua era más sensible a ambos ácidos que E. coli. Cuando los ácidos se incorporaron a las matrices de PLA al 1 y 2% mediante mezclado en fundido, las propiedades funcionales de las películas no se vieron muy afectadas. Sin embargo, los ensayos antimicrobianos in vitro con L. innocua y E. coli, no mostraron acción antibacteriana. Los estudios de liberación mostraron una liberación muy limitada de los ácidos desde la matriz de PLA debido al estado vítreo de la matriz polimérica y a su naturaleza hidrofóbica, que limitan el hinchamiento y la relajación del polímero en contacto con medios acuosos, como muchas matrices alimentarias. Por lo tanto, para promover la liberación del compuesto activo desde la matriz de PLA, se analizaron diferentes estrategias: 1) plastificar las películas termoprocesadas con PEG 1000, 2) aumentar la concentración de los compuestos en la película, 3) procesar las películas por casting y 4) anclar los compuestos activos a la superficie de la película. Sólo la incorporación superficial de ferúlico o cinámico en las películas de PLA dio lugar a una inhibición significativa del crecimiento bacteriano. La pulverización de las películas de PLA con soluciones etanólicas de ácido permitió la formación superficial de una capa sobre concentrada de compuestos activos en las películas, con formaciones cristalinas que dio lugar a una adecuada liberación de activos para inhibir el crecimiento bacteriano. Disoluciones de PLA-ácido, utilizando mezclas de acetato de etilo con DMSO o ácido acético glacial, fueron electrodepositadas en la superficie de las películas. Los sistemas con DMSO produjeron fibras con una elevada superficie específica que inhibieron significativamente el crecimiento bacteriano, mientras que los sistemas con ácido acético produjeron estructuras particuladas sin actividad antimicrobiana. Se consideró la incorporación superficial de los compuestos activos para obtener películas de tres capas PLA/almidón/PLA (PSP) con mejores propiedades funcionales y capacidad antimicrobiana. Las películas cargadas superficialmente, tanto por electrospinning como por pulverización, mostraron una eficaz inhibición del crecimiento de E. coli y L. innocua, siendo las películas recubiertas por electrospinning más eficaces que las pulverizadas. Por lo tanto, los laminados PSP, con incorporación superficial de ácidos ferúlico o cinámico, representan una buena alternativa para obtener materiales de envasado de alimentos activos, con capacidad para preservar la calidad de los alimentos y prolongar su vida útil. No obstante, son necesarios más estudios sobre aplicaciones específicas en alimentos reales para determinar la posible aplicación industrial y la viabilidad económica de estos materiales. / [CA] Els residus d' envasos alimentaris contribueixen en gran mesura a l' actual crisi mediambiental provocada pels plàstics. Per això, la indústria alimentària necessita solucions d' envasament més sostenibles i respectuoses amb el medi ambient, utilitzant materials biodegradables i actius per allargar la vida útil dels aliments. En aquest sentit, aquesta tesi doctoral té com a objectiu l' obtenció de pel·lícules actives a base de midó i PLA mitjançant la incorporació d' àcids ferúlic o cinàmic com a compostos actius, per tal de desenvolupar laminats multicapa que compleixin amb els requisits d' envasament d' aliments, amb capacitat antibacteriana per allargar la vida útil del producte. La incorporació dels àcids ferúlic i cinàmic a les matrius de midó de iuca mitjançant el procés de mesclament en fos, a l'1 i 2% p/p, va promoure la plastificació de la pel·lícula, probablement a causa de la hidròlisi parcial del polímer durant el procés de barret. Les anàlisis de l'activitat antibacteriana de les pel·lícules enfront d'Escherichia coli i Listeria innocua, en medi de cultiu, van revelar que les pel·lícules amb àcid cinàmic eren més eficaces per inhibir el creixement bacterià, i que Listeria innocua era més sensible a tots dos àcids que E. coli. Quan els àcids van incorporar a les matrius de PLA a l'1 i al 2% mitjançant mesclament en fos, les propietats funcionals de les pel·lícules no es van veure gaire afectades. No obstant això, els assajos antimicrobians in vitro amb L. innocua i E. coli, no van mostrar acció antibacteriana. Els estudis d'alliberament van mostrar un alliberament molt limitat dels àcids ferúlic i cinàmic des de la matriu de PLA a causa de l'estat vitri de la matriu polimèrica i a la seva naturalesa hidrofòbica, que limiten l'hinxament i la relaxació del polímer en contacte amb mitjans aquosos, com moltes matrius alimentàries. Per tant, per promoure l' alliberament del compost actiu des de la matriu de PLA, es van analitzar diferents estratègies: 1) plastificar les pel·lícules termoprocessades amb PEG 1000, 2) augmentar la concentració dels compostos a la pel·lícula, 3) processar les pel·lícules per casting i 4) ancorar els compostos actius a la superfície de la pel·lícula. Només la incorporació superficial de ferúlic o cinàmic a les pel·lícules de PLA va donar lloc a una inhibició significativa del creixement bacterià. La polvorització de les pel·lícules de PLA amb solucions etanòliques d'àcid va permetre la formació superficial d'una capa sobreconcentrada de compostos actius a les pel·lícules, amb formacions cristal·lines, que va donar lloc a un adequat alliberament d'actius per inhibir el creixement bacterià. Dissolucions de PLA-àcid, utilitzant mescles d'acetat d'etil amb DMSO o àcid acètic glacial, van ser electrodepositades a la superfície de les pel·lícules. Els sistemes amb DMSO van produir fibres amb una elevada superfície específica que van inhibir significativament el creixement bacterià, mentre que els sistemes amb àcid acètic van produir estructures particulades sense activitat antimicrobiana. Es va considerar la incorporació superficial dels compostos actius per obtenir pel·lícules de tres capes PLA/midó/PLA (PSP) amb millors propietats funcionals i capacitat antimicrobiana. Les pel·lícules carregades superficialment, tant per electrospinning com per polvorització, van mostrar una eficaç inhibició del creixement d'E. coli i L. innocua, sent les pel·lícules recobertes per electrospinning més eficaços que les polvoritzades. Per tant, els laminats PSP, amb incorporació superficial d'àcids ferúlic o cinàmic, representen una bona alternativa per obtenir materials d'envasat d'aliments actius, amb capacitat per preservar la qualitat dels aliments i prolongar la seva vida útil. No obstant això, calen més estudis sobre aplicacions específiques en aliments reals per determinar la possible aplicació industrial i la viabilitat econòmica d' aquests materials. / [EN] Food packaging waste is a major contributor to the current environmental crisis caused by conventional plastic. Therefore, the food industry needs more sustainable environmentally friendly packaging solutions, such as using biodegradable and active materials to extend the food shelf-life. In this sense, the present doctoral thesis aims to obtain active films based on starch and PLA by incorporating ferulic or cinnamic acids as active compounds, in order to develop multilayer assemblies useful to meet food packaging requirements, with antibacterial capacity to extend the product shelf life. The incorporation of ferulic and cinnamic acids into cassava starch matrices through melt-blending process, at 1 and 2% w/w, promoted the film plasticization, probably due to the partial hydrolysis of polymer during the melt-blending process. The analyses of the antibacterial activity of the films against E. coli and Listeria innocua strains, in culture medium, revealed that films with cinnamic acid were more effective at inhibiting the bacterial growth, and that L. innocua was more sensitive to both acids than E. coli. When the acids were incorporated into PLA matrices at 1 and 2% w/w by melt blending, the functional properties of the films were not greatly affected. However, the in vitro antimicrobial tests with L. innocua and E. coli, did not show antibacterial action. Release studies showed very limited release of the ferulic and cinnamic acids from the PLA matrix due to the glassy state of polymer matrix and its hydrophobic nature that limits the polymer swelling and relaxation in contact with aqueous media, such as many food matrices. Therefore, in order to promote the release of active compound from the PLA matrix, different strategies were analysed: 1) plasticizing the thermoprocessed films with PEG 1000, 2) increasing the concentration of the compounds in the film, 3) processing the films by casting and 4) anchoring the active compounds to the film surface. Only the surface incorporation of ferulic or cinnamic on PLA films gave rise to significant bacterial growth inhibition. Pulverization of PLA films with ferulic or cinnamic acid ethanol solutions allows the formation of an overconcentrated layer of active compounds on the films with crystalline formations that led to an adequate release of actives to inhibit the bacterial growth. PLA-acid solutions, using blends of ethyl acetate with dimethyl sulfoxide (DMSO) or glacial acetic acid, were electrospun on the film surface. DMSO systems produced fibre-structured mats with high specific surface that significantly inhibited bacterial growth, whereas acetic acid systems produce bead-based mats that not had antimicrobial activity. The surface incorporation of the active compounds was considered for obtaining three-layered films PLA/starch/PLA (PSP) with improved functional properties and antimicrobial capacity. Superficially loaded films by both electrospinning or pulverisation, showed effective growth inhibition of E. coli and L. innocua, electrospun films being more effective than pulverised, suggesting greater ability to release the active compounds. Therefore, PSP laminates, with surface incorporation of ferulic or cinnamic acids, represent a good alternative to obtain active food packaging materials with the capacity to preserve food quality and extend shelf life. Nonetheless, further studies on the material stability and specific applications in real foods are necessary to determine the possible industrial application and economic viability of these materials. / The authors thank the Agencia Estatal de Investigación (Ministerio de Ciencia e Innovación, Spain) for the financial support through projects AGL2016-76699-R and PID2019-105207RB-I00. / Ordóñez Lagos, RA. (2022). Use of ferulic and cinnamic acids to obtain active films based on starch and PLA for food packaging applications [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/184814 / TESIS / Compendio