Tesis entregada a la Universidad de Chile en cumplimiento parcial de los requisitos para optar al grado de Doctor en Química. / El uso de polielectrolitos para el desarrollo de materiales poliméricos con potenciales aplicaciones en el área de los biomateriales se ve favorecido dada la variedad de grupos funcionales y grupos ionizables que estos contienen en su estructura. Esta variedad estructural influye en la capacidad para atraer o repeler sistemas biológicos como células y proteínas, afectando el comportamiento de adhesión, crecimiento y viabilidad sobre el material polimérico. El desarrollo de esta Tesis ha contribuido a la obtención de películas nanoestructuradas y nanofibras a partir de polielectrolitos derivados de poli(anhídrido maleico-alt-estireno) (PSMA) y poli(anhídrido maleico-alt-etileno) (PEMA) modificado con aminoácidos de diferente índice hidropático. Estos polielectrolitos fueron caracterizados mediante FT-IR, RMN-1H, RMN-13C y análisis elemental. El grado de modificación de los polielectrolitos obtenidos fue de un 80% aproximadamente. Las películas nanoestructuradas fueron preparadas a partir de polielectrolitos derivados de PSMA modificado con los aminoácidos L-glutamina, L-metionina y L-tirosina, denominados PSMA-Gln, PSMA-Met y PSMA-Tyr, respectivamente. Se estudió su comportamiento de adsorción sobre SiW modificado hidrofílicamente a pH 4.0 y 7.0 y a dos fuerzas iónicas (0.1 y 0.001M NaCl). A pH 4.0 el comportamiento de adsorción para PSMA-Gln, PSMA-Met y PSMA-Tyr a 0.1M NaCl está gobernado por interacciones hidrofóbicas, al igual que para PSMA-Gln y PSMA-Tyr a 0.001M NaCl. El comportamiento de adsorción para PSMA-Met a 0.001M está determinado por interacciones electrostáticas. Las películas PSMA-Gln, PSMA-Met y PSMA-Tyr mostraron zonas hidrofóbicas e hidrofílicas en la superficie indicando la presencia de grupos carboxilatos, ácidos carboxílicos y fenilos. Las imágenes de AFM de las películas mostraron una morfología con nanoestructuras globulares bien definidas y nanoestructuras lineales densamente empaquetadas, determinadas por la conformación del polielectrolito en disolución conservándola en la superficie. Además, se estudió la adhesión y viabilidad de las células neuronales de la línea celular SH-SY5Y, estas células se propagaron en menor medida para las películas en comparación con los sustratos estándares. Se observó que las películas de PSMA-Met favoreció la peroxidación de lípidos presentes en la pared celular, sin embargo, estos tratamientos no afectaron la viabilidad celular lo que sugiere que PSMA-Met modificó la respuesta del neuroblastoma SH-SY5Y con el sustrato. Además, se obtuvieron nanofibras a partir de mezclas de polielectrolitos derivados de PEMA con los aminoácidos L-ácido aspártico, L-arginina, L-leucina, L-metionina y L-tirosina con POE (Mw = 300 kDa) en distintas proporciones y concentraciones. Estas mezclas fueron estudiadas mediante FT-IR, TGA y DSC para establecer la miscibilidad de la mezcla. Se determinó que a una concentración de 20% p/v de polielectrolitos mezclados con POE 10% p/v se obtienen fibras continuas y sin defectos morfológicos con diámetros entre 200 y 350 nm. Finalmente, no se logró entrecruzar las mallas de nanofibras obtenidas con ninguno de los agentes entrecruzantes utilizados. Lo anterior se debe a que las nanofibras interactúan rápidamente con el disolvente, provocando una perdida la conformación de las fibras y sus propiedades características. / The use of polyelectrolytes for the development of polymeric materials with potential applications in the area of biomaterials is favored given the variety of functional groups and ionizable groups they contain in their structure. This structural variety influences the ability to attract or repel biological systems such as cells and proteins, affecting the adhesion, growth and viability behavior on the polymeric material. The development of this Thesis has contributed to the obtaining of nanostructured films and nanofibers from polyelectrolytes derived from poly (maleic anhydride-alt-styrene) (PSMA) and poly (maleic anhydride-alt-ethylene) (PEMA) modified with amino acids from different hydropathic index. These polyelectrolytes were characterized by FT-IR, 1H-NMR, 13C-NMR and elemental analysis. The degree of modification of the polyelectrolytes obtained was about 80%. The nanostructured films were prepared from polyelectrolytes derived from PSMA modified with the amino acids L-glutamine, L-methionine and L-tyrosine, called PSMA-Gln, PSMA-Met and PSMA-Tyr, respectively. Their adsorption behavior on SiW modified hydrophilically at pH 4.0 and 7.0 and at two ionic strengths (0.1 and 0.001M NaCl) was studied. At pH 4.0 the adsorption behavior for PSMA-Gln, PSMA-Met and PSMA-Tyr at 0.1M NaCl is governed by hydrophobic interactions, as well as for PSMA-Gln and PSMA-Tyr at 0.001M NaCl. The adsorption behavior for PSMA-Met at 0.001M is determined by electrostatic interactions. The PSMA-Gln, PSMA-Met and PSMA-Tyr films showed hydrophobic and hydrophilic areas on the surface indicating the presence of carboxylate, carboxylic acid and phenyl groups. The AFM images of the films showed a morphology with well-defined globular nanostructures and densely packed linear nanostructures, determined by the conformation of the polyelectrolyte in solution, preserving it on the surface. In addition, the adhesion and viability of the neuronal cells of the SH-SY5Y cell line were studied, these cells propagated to a lesser extent for the films compared to the standard substrates. It was observed that the PSMA-Met films favored peroxidation of lipids present in the cell wall, however, these treatments did not affect cell viability suggesting that PSMA-Met modified the response of the neuroblastoma SH-SY5Y with the substrate. In addition, nanofibers were obtained from mixtures of polyelectrolytes derived from PEMA with the amino acids L-aspartic acid, L-arginine, L-leucine, L-methionine and L-tyrosine with POE (Mw = 300 kDa) in different proportions and concentrations. These mixtures were studied by means of FT-IR, TGA and DSC to establish the miscibility of the mixture. It was determined that at a concentration of 20% w/v of polyelectrolytes mixed with POE 10% w/v, continuous fibers are obtained and without morphological defects with diameters between 200 and 350 nm. Finally, it was not possible to cross-link the nanofiber meshes obtained with any of the crosslinking agents used. The above is since the nanofibers interact rapidly with the solvent, causing a loss of conformation of the fibers and their characteristic properties / CONICYT beca para Estudios de Doctorado y Gastos Operacionales N°21141219. Beca Luis Sepúlveda del Departamento de Química de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Chile. Proyectos Fondecyt Regular N°11521221 (Dra. M.U), Proyecto anillo ACT-1412(Dra. M.U) y Proyecto Fondecyt Regular N° N°1171520.

En la actualidad se asiste a grandes avances tecnológicos en lo que concierne al procesamiento de biomateriales cerámicos diseñados para ser implantados o incorporados dentro de un sistema vivo, con el objeto de reemplazar y/o restaurar la función del tejido u órgano deteriorado. Los cerámicos que no interaccionan con el tejido vivo denominados cerámicos bioinertes se utilizan en numerosas aplicaciones biomédicas. Entre ellos los materiales compuestos de Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>-ZrO<SUB>2</SUB> que se usan principalmente en prótesis ortopédicas tales como componentes para prótesis de cadera y rodilla; hecho que motiva un estudio continuo del procesamiento y de las propiedades de los compositos Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>-ZrO<SUB>2</SUB> a fin de mejorar el desempeño de los mismos. En esta tesis se estudia el procesamiento coloidal de los compositos Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>-ZrO<SUB>2</SUB> y la evaluación de sus propiedades estructurales, mecánicas y estabilidad hidrotérmica. Los compositos se conforman a partir de mezclas de polvos comerciales de Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB> y dos polvos de ZrO<SUB>2</SUB> parcialmente estabilizada con 3 mol% Y<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>, uno dopado con 0.3% p/p Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB> (ZYA) y otro sin Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB> (ZY). También se desarrollan compositos por un método coloidal que utiliza Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB> y un precursor de Zr (IV), dichas mezclas sintéticas se denominan Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>-ZC. A través de la sustitución de Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB> por varios contenidos de ZrO<SUB>2</SUB> de distinta naturaleza se desarrollan compositos Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>-ZYA, Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>-ZY y Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB>-ZC, con diferente microestructura y en consecuencia propiedades mecánicas y estabilidad hidrotérmica. El aporte valioso de esta tesis es que permite seleccionar las condiciones de procesamiento de los compositos adecuadas para lograr valores óptimos de cada una de las propiedades mecánicas estudiadas y reducir la inestabilidad hidrotérmica de la ZrO<SUB>2</SUB> presente en los compositos.

The development of plastics from renewable resources is a growing market. However, when processed, biopolymers undergo molecular weight degradation which influences their properties. In order to improve these properties and to increase the lifetime of a product based on biopolymers, the degradation behaviour during processing has to be identified. In this thesis, degradation mechanisms for starch-based biopolymers are described. Based on the relation between average molecular weight and zero shear viscosity, degradation of PHBV was examined. In preliminary testing, it was found out that PHBV is highly prone to thermal load resulting in degradation. Mechanical shear shows only minor effect on the change in zero shear viscosity. Hydrolysis and (thermo-)oxidative effects did not show significant influence on degradation of PHBV. It was found out that the parameters, temperature, screw speed and throughput affect degradation of PHBV in twin screw extrusion processing. A relation between degradation and influencing factors was formulated. The effect of degradation on mechanical properties, Young’s modulus, tensile strength, elongation at break and impact strength has been investigated. / Tesis

La síntesis de polímeros sensibles a estímulos es una de la más investigadas en el campo de la química de polímeros por su aplicación potencial en el campo de los biomateriales. Los polímeros sensibles a la temperatura presentan una temperatura de transición de fase (LSCT), son solubles en agua por debajo de su LCST y precipitan o se dispersan por encima de ella. La poli (2-ciclopropil-2-oxazolina) presenta un LCST alrededor de 30°C, cerca de la temperatura corporal humana, tiene un mecanismo de polimerización de carácter “vivo” y polimeriza más rápido que el resto de polioxazolinas, lo cual, la convierte en una excelente alternativa para la síntesis de nuevos polímeros sensibles a estímulos. En esta investigación se sintetizaron nuevos macromonómeros a partir de la 2-ciclopropil-2-oxazolina (cPrOx) mediante polimerización catiónica por apertura de anillo. La polimerización fue iniciada por el clorometilestireno (CMS) y finalizada con una solución de KOH en metanol. Se obtuvieron dos macromonómeros de cPrOx. Los grados de polimerización, calculados mediante espectroscopia por resonancia magnética nuclear (RMN), fueron de 13 y 25, adicionalmente los macromonómeros fueron caracterizados por espectrometría infrarroja con transformada de Fourier (FTIR) y su LCST fue determinada por turbidimetría. La LCST de los macromonómeros aumentó con el incremento del grado de polimerización (DP), 11.6°C y 18.0°C para DP de 13 y 25 respectivamente. Los macromonómeros sintetizados fueron utilizados posteriormente para sintetizar copolímeros injertados mediante polimerización por radicales libres de los mismos, conjuntamente con los monómeros: acrilato de sodio y acrilamida. Los copolímeros fueron caracterizados estructuralmente por RMN y FTIR y mediante ensayos turbidimetrícos. Los copolímeros presentaron sensibilidad a la temperatura y al pH, la sensibilidad al pH se debió a la presencia de acrilato de sodio en su composición y la sensibilidad a la temperatura se debió al macromonómero de CPrOx. / Tesis

Algunos óxidos electroactivos pueden ser conductores iónicos mixtos (conductividad iónica-electrónica) con una química de oxido-reducción que involucra procesos con reacciones de intercalación/desintercalación en estructuras abiertas o con vacantes. Estos materiales pueden presentar propiedades físicas relacionadas con los cambios en los estados de oxidación de los elementos involucrados en la estructura de óxido. Algunos de estos óxidos muestran comportamientos biocompatibles, lo que los convierte en materiales ideales para ser usados como electrodos en sistemas biológicos si se combina esta biocompatibilidad con su electroactividad. En el presente trabajo de investigación han sido obtenidas capas finas de TiO2, IrOx y un óxido mixto de los dos componentes anteriores para ser aplicados como substratos para crecimiento neuronal. Una vez sintetizadas, las capas de los tres materiales en estudio fueron caracterizadas estructuralmente mediante GIXRD, Reflectometría de Rayos X, XPS, XAS, Espectroscopía Raman y ATR. La microestructura fue evaluada mediante las técnicas de AFM, SEM y la medida del ángulo de contacto. Posteriormente se realizó una caracterización electroquímica y una evaluación de las propiedades de transporte mediante CV, IS y ECQM y por último se evaluó el posible uso de estos materiales como substratos para el crecimiento neuronal mediante cultivos de células neuronales obtenidas del córtex cerebral de embriones de rata E14 y E18 Wistar. Las capas de TiO2 fueron obtenidas por sol - gel y depositadas por spin coating en substratos de Indium Tin Oxide y cuarzo y se trataron térmicamente a temperaturas de 250oC, 350oC y 450oC en el caso de las muestras depositadas sobre ITO y 350oC, 450oC, 500oC y 600oC en el caso de las muestras depositadas sobre cuarzo. Los estudios de XPS revelan que TiO2 obtenido a 450oC o a largos tiempos de tratamiento térmico contiene cantidades pequeñas, pero significativas en la superficie, de Na+ proveniente del vidrio puede afectar algunas aplicaciones. Las muestras tratadas a 250oc y 350oC son amorfas mientras que las tratadas a 450oC presentaron una estructura anatasa con una microestructura nanoestructurada y homogénea. Las capas de TiO2 obtenidas fueron aislantes y no pasivan el paso de corriente de un substrato conductor y su ventana de acción electroquímica es de -0.7 V a 0.5 V. Los cultivos neuronales muestran que hay crecimiento neuronal sobre las capas obtenidas de TiO2 aunque con inhibición del desarrollo de dendritas que parece estar motivado por la química del material más que por su microestructura. Las capas de IrOx fueron obtenidas por deposición electroquímica a corriente constante (35 &#956;A/cm2) y a potencial dinámico (0.55V, 10mV/s) con 17, 25, 50 y 100 ciclos. La estructura resultante fue amorfa o quasi-amorfa con una estructura local tipo rutilo que permite la inserción de H+ o K+ y con grados de homogeneidad variable. La caracterización electroquímica y eléctrica muestran que el IrOx obtenido es un conductor electro-iónico (mixto) con capacidad de sufrir cambios en el estado de oxidación del Ir, e intercalación simultánea de protones en forma hidratada, con facilidad. Los resultados obtenidos por ECQM muestran que el proceso de formación electroquímica del IrOx consume 4.2 e-/Ir y por tanto involucra un proceso adicional a la oxidación del Ir(III) precursor. Los cultivos celulares sobre IrOx lo muestran como el mejor substrato probado con diferencias significativas con respecto al TiO2. El crecimiento de dendritas no parece estar inhibido ya que la supervivencia neural es muy alta, equivalente a la referencia. Las capas del óxido mixto (Ir-Ti)Ox fueron obtenidas por spin coating en substratos de Pt/cuarzo partiendo de disoluciones de Ti (donde el Ti está en forma de isopropóxido) e Ir (donde el Ir está como cloruro). Las capas depositadas se trataron térmicamente a temperaturas de 600oCy 650oC. Los resultados de GIXRD muestran que las capas del óxido mixto son más cristalinas que los óxidos simples con tres fases presentes: TiO2 anatasa y rutilo e IrOx rutilo. Además diferencias en la intensidad de los picos con la variación del ángulo de incidencia hacen pensar que el material puede ser un compuesto estratificado con IrOx localizado en mayor proporción en la superficie. Las capas presentan una microestructura homogénea menos rugosa y más hidrofílica que en el caso de los óxidos simples. Los cultivos neuronales muestran una buena adhesión de las neuronas a las capas del óxido mixto y es evidente que la supervivencia celular mejora incrementando la cantidad de iridio. Al evaluar los tres materiales en términos de supervivencia y desarrollo neuronal se puede afirmar que el iridio tiene un papel determinante en la aplicación de dichos materiales como posibles substratos para crecimiento celular y electroestimulación. Además las capas de IrOx se muestran como la mejor opción para ser utilizadas como soporte neuronal. / Some electroactive oxide ionic conductors can be mixed ionic conductors (ionic-electronic conductivity) with an oxidation-reduction chemistry involving intercalation/deintercalation processes in open structures or with vacant. These materials may have physical properties related with changes in oxidation states of the elements involved in the oxide structure. Some of these oxides show biocompatible behaviours, which makes them ideal materials to be uses as electrodes in biological systems when combined with its electroactivity and biocompatibility. In this research work thin films of TiO2, IrOX and a mixed oxides of the two previous components have been obtained to be applied as substrates for neuronal growth. Once synthesized, the layers of the three materials under study were structurally characterized by GIXRD, X-ray reflectometry, XPS, XAS, Raman spectroscopy and ATR. The microstructure was evaluated using the techniques of AFM, SEM and contact angle measurement. Subsequently an electrochemical characterization and evaluation of the transport properties by CV, IS and ECQM was done. Finally the possible use of these materials as substrates for neuronal growth was evaluated by neuronal cells cultures of the cerebral cortex of rat embryos Whistar E14 and E18. TiO2 layers were obtained by sol - gel and deposited by spin coating on Indium Tin Oxide and quartz substrates; the films were heat treated at temperatures of 250oC, 350oC and 450oC in the case of samples deposited on ITO and 350oC, 450oC, 500oC and 600oC in the case of samples deposited on quartz. XPS studies reveal that TiO2 films treated at 450oC or with long heat treatment times contains small amounts, but significant on the surface, of Na ions from the glass substrate that may affect some applications. The samples treated at 350oC 250oc and are amorphous while those treated at 450oC showed an anatase structure with a nanostructured and homogeneous microstructure. TiO2 layers obtained do not passive current flow across a conductor substrate and its electrochemical action window is from -0.7 V to 0.5 V Vs Pt. The neuronal cell cultures show that there is neuronal growth on the TiO2 layers although an inhibition in the development of dendrites appears motivated by chemistry of the material rather than microstructure. IrOX layers were obtained by electrochemical deposition at constant current (35&#956;A/cm2) and dynamic potential (0.55V, 10mV / s) with 17, 25, 50 and 100 cycles. The resulting structure was amorphous or quasi-amorphous with a rutile local structure that allows the insertion of H+ or K+, with variable degrees of homogeneity. The electrochemical and electrical characterization show that the IrOX obtained is an electro-ionic conductor (mixed) with the capacity to undergo changes in oxidation state of Ir, and simultaneous intercalation of protons in hydrated form. ECQM results show that the process of electrochemical formation of the IrOX films consumes 4.2 e-/Ir and therefore involves an additional oxidation process of the Ir (III) precursor. Cell cultures on IrOX show this material as the best substrate tested with significant differences respect to the TiO2. The growth of dendrites does not seem to be inhibited and the neural survival is very high, equivalent to the reference. The layers of mixed oxide (Ir-Ti)Ox were obtained by spin coating on substrates of Pt / quartz from solutions of Ti (where Ti is in the isopropoxide form) and Ir (where Ir is as a chloride). The layers deposited were treated at temperatures of 650oC and 600oC. GIXRD results show that the mixed oxide coatings are more crystalline than the simple oxides with three phases: anatase and rutile TiO2 and IrO2 rutile. Besides differences in the intensity of the peaks with the variation of the incidence angle suggest that the material can be laminated with the IrOX located mostly at the surface. The layers have a homogeneous microstructure, less rough and more hydrophilic than in the case of the simple oxides. The neuronal cell cultures show a good adhesion of the neurons on the mixed oxide layers and it is clear that cell survival improves by increasing the iridium amount. When the tree materials are evaluated in terms of neuronal survival and development can be said that the iridium has an important role in the implementation of these materials as potential substrates for cell growth and electrostimulation. Furthermore IrOX layers are shown as the best option to be used as neuronal support.

[ES] El poli glycerol sebacato es un polímero que posee gran versatilidad gracias a sus propiedades mecánicas adaptables en función del proceso de síntesis que le preceda. Posee características tales como gran biocompatibilidad y buena biodegradabilidad que le confieren un gran atractivo en el ámbito de la ingeniería tisular y de diversas aplicaciones biomédicas como liberación de fármacos. Dichas propiedades son proporcionadas gracias a sus componentes principales, glicerol y ácido sebácico, ya que ambos poseen la aprobación de la “U.S. Food and Drug Administration”. Para sintetizar dicho polímero, se emplea un proceso de policondensación basado en dos etapas. La primera llamada prepolimerización, suele durar alrededor de 24h y se efectúa a altas temperaturas y bajo una atmósfera inerte de nitrógeno o argón. La siguiente etapa, la de polimerización, requiere de periodos más largos, alrededor de 48h, bajo las mismas condiciones de temperatura. En este proceso es cuando se suele emplear el uso de moldes para poder general el soporte material necesario para futuras aplicaciones biomédicas. Como se mencionaba anteriormente, posee alta capacidad de adaptabilidad mecánica en función de qué parámetros de síntesis sean los empleados. Entre los parámetros que más afectan a las propiedades finales de la red polimérica de PGS se encuentran la temperatura, el tiempo de reacción y el ratio de sus componentes principales. A pesar de que la síntesis se realice del mismo modo en diferentes grupos de investigación, el material final que se obtiene puede variar mucho de uno a otro. Esto es debido a la inconsistencia en los procesos de síntesis y al desconocimiento de los efectos de los diferentes parámetros de síntesis. Por ello, un mayor entendimiento del proceso de síntesis es necesario, pudiendo reducir los costes de producción y permitir la producción a escala de este biomaterial. En primer lugar, se estudió la etapa temprana de síntesis, la prepolimeración, mediante diversas técnicas de caracterización para determinar las propiedades fisicoquímicas del prepolímero durante los primeros momentos de su síntesis. Los resultaros mostraron la cinética de la reacción de policondensación entre los diferentes hidroxilos del glicerol y los carboxilos del ácido sebácico, formando en primer lugar cadenas largas mediante la reacción de los hidroxilos primarios, que luego, durante el proceso de polimerización entrecruzaban a través de la reacción de los remanentes hidroxilos secundarios. Además de ello, se planteó una hipótesis acerca de uno de los parámetros de síntesis que no se habían estudiado anteriormente, la atmosfera aplicada. Este estudio reveló como las atmósferas inertes favorecen la generación de una red más ordenada, pero con menor grado de entrecruzamiento, mientras que atmósferas más oxidativas generaban una estructura menos organizada, pero con mayor entrecruzamiento de su red polimérica. Para concluir, se empleó el PGS para poder resolver un problema de índole biológica. Se buscaba estudiar el efecto de la variación de la temperatura de curado del PGS mediante proteínas pertenecientes a la matriz extracelular (fibronectina y colágeno tipo I) en las etapas tempranas de adhesión de células de cordón umbilical humano. Para ello fue necesario la optimización de la técnica de recubrimiento material llamada spin coating para lograr obtener recubrimientos lo suficientemente finos como para que su rugosidad no afecte al comportamiento de las proteínas y las células durante el estudio in vitro de los diferentes efectos de las diferentes redes poliméricas. / [EN] Poly (glycerol sebacate) is a polymer that has great versatility thanks to its adaptable mechanical properties depending on the synthesis process that precedes it. It has characteristics such as great biocompatibility and good biodegradability that make it highly attractive in the field of tissue engineering and biomedical applications such as drug delivery. These properties are provided thanks to its main components, glycerol and sebacic acid since both have the approval of the "U.S. Food and Drug Administration". To synthesize the named polymer, a two-stage polycondensation process is used. The first called prepolymerization, usually lasts around 24 hours and is carried out at high temperatures and under inert atmosphere of nitrogen or argon. The next stage, the polymerization stage, requires longer periods, around 48 hours, under the same temperature conditions. To generate the material scaffold necessary for future biomedical applications moulds templates are usually used. As mentioned previously, it has a high capacity for mechanical adaptability depending on which synthesis parameters are used. Among the parameters that most affect the final properties of the PGS polymer network are temperature, reaction time and the ratio of its main components. Although the synthesis is carried out in the same way in different research groups, the final material obtained can vary greatly from one to the other. This is due to the inconsistency in the synthesis processes and the lack of knowledge of the effects of the different synthesis parameters. Therefore, a better understanding of the synthesis process is necessary, being able to reduce production costs and allow the production of this biomaterial at scale. Consequently, the early stage of synthesis (prepolymerization), was first studied by using various characterization techniques to determine its physicochemical properties during the first moments of its synthesis. The results showed the kinetic tendency of the polycondensation reaction between the different hydroxyls of glycerol and the carboxyls of sebacic acid. Firstly, linear chains are formed by the reaction of the primary hydroxyls, which then, during the polymerization process, cross-link through the reaction of the secondary hydroxyl remnants. In addition to this, a hypothesis was raised about one of the synthesis parameters that had not been previously studied, the applied atmosphere. This study revealed how inert atmospheres favour the generation of a more ordered network but with a lesser degree of crosslinking, while more oxidative atmospheres generated a less organized structure but with greater crosslinking of its polymeric network. To conclude, PGS was used to solve a biological problem. The aim was to study the effect of the variation of the PGS curing temperature using proteins belonging to the extracellular matrix (fibronectin and type I collagen) in the early stages of adhesion of human umbilical cord cells. For this, it was necessary to optimize the material coating technique called spin coating to obtain coatings thin enough so that their roughness does not affect the behaviour of proteins and cells during the in vitro study of the different effects of the different polymeric networks. / [CA] El poli (glycerol sebacato) és un polímer que posseeix gran versatilitat gràcies a les seves propietats mecàniques adaptables en funció del procés de síntesi que el precedeixi. Posseeix característiques com ara gran biocompatibilitat i bona biodegradabilitat que li confereixen un gran atractiu en l'àmbit de l'enginyeria tissular i de diverses aplicacions biomèdiques com a alliberament de fàrmacs. Aquestes propietats són proporcionades gràcies als seus components principals, glicerol i àcid sebácico, ja que tots dos tenen l'aprovació de la "U.S. Aliments i medicaments ". Per sintetitzar dit polímer, s'empra un procés de policondensació basat en dues etapes. La primera, anomenada prepolimerizació, sol durar al voltant de 24hores i s'efectua a altes temperatures i sota una atmosfera inert de nitrogen o argó. La següent etapa, la de polimerització, requereix de períodes més llargs, al voltant de 48 hores, sota les mateixes condicions de temperatura. En aquest procés és quan se sol emprar l'ús de motlles per a poder general el suport material necessari per a futures aplicacions biomèdiques. Com s'esmentava anteriorment, posseeix alta capacitat d'adaptabilitat mecànica en funció de quins paràmetres de síntesi siguin els empleats. Entre els paràmetres que més afecten a les propietats finals de la xarxa polimèrica de PGS es troben la temperatura, el temps de reacció i la ràtio dels seus components principals. Tot i que la síntesi es faci de la mateixa manera en diferents grups de recerca, el material final que s'obté pot variar molt d'un a un altre. Això és a causa de la inconsistència en els processos de síntesi i a el desconeixement dels efectes dels diferents paràmetres de síntesi. Per això un major enteniment del procés de síntesi és necessari i pot reduir els costos de producció i permetre la producció a escala d'aquest biomaterial. Per això en primer lloc es estudi l'etapa primerenca de síntesi, la prepolimerizació, mitjançant diverses tècniques de caracterització per a determinar les propietats fisicoquímiques de l'prepolímer durant els primers moments de la seva síntesi. Els resultar-van mostrar la tendència cinètica de la reacció de policondensació entre els diferents hidroxils de l'glicerol i els carboxils de l'àcid sebácico. Formant en primer lloc cadenes llargues mitjançant la reacció dels hidroxils primaris, que després, durant el procés de polimerització s'entrecreuaven a través de la reacció dels romanents hidroxils secundaris. A més d'això, es va plantejar una hipòtesi sobre un dels paràmetres de síntesi que no s'havien estudiat anteriorment, l'atmosfera aplicada. Aquest estudi va revelar com les atmosferes inerts afavoreixen la generació d'una xarxa més ordenada però amb menor grau d'entrecreuament, mentre que atmosferes més oxidatives generaven una estructura menys organitzada però amb major entrecreuament de la seva xarxa polimèrica. Per concloure, es va emprar el PGS per poder resoldre un problema d'índole biològica. Es buscava estudiar l'efecte de la variació de la temperatura de curat de l'PGS mitjançant proteïnes pertanyents a la matriu extracel·lular (fibronectina i col·lagen tipus I) en les etapes primerenques d'adhesió de cèl·lules de cordó umbilical humà. Per això va ser necessari l'optimització de la tècnica de recobriment material anomenada spin coating per aconseguir obtenir recobriments prou fins com perquè la seva rugositat no afecti el comportament de les proteïnes i les cèl·lules durant l'estudi in vitro dels diferents efectes de les diferents xarxes polimèriques. / Martín Cabezuelo, R. (2020). Monitoring of the parameters of synthesis of poly(glycerol sebacate) and influence on the physicochemical and biological properties of its elastomer [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/152824 / TESIS

Promueve el uso del reporte de sospecha de incidentes adversos a dispositivos médicos a través de la capacitación al personal de salud de los Establecimientos de Salud de la Micro Red San Martin de Porres. Es un estudio de tipo observacional descriptivo, la cual se realizó a los profesionales de salud de los Centros de Salud México, Amakella, Condevilla y Perú IV Zona, mediante entrevistas dirigidas, encuestas, evaluaciones y capacitaciones. Se determinó que los profesionales de la salud de los centros de salud desconocen qué es un dispositivo médico y la necesidad de realizar el reporte de sospecha de incidentes adversos a dispositivos médicos, y también se identificó el desinterés de los profesionales de la salud por ser capacitados, ya sea por falta de tiempo que implicaría realizar esta función o por el aumento de una función más a su trabajo diario, a esto se le suma la falta de capacitación por parte de las entidades correspondientes y lano designación de responsables de farmacovigilanciay tecnovigilancia en los centros de salud. Se concluye que mediante las capacitaciones realizadas a los profesionales de la salud no se logró promover los reportes de sospechas de incidentes adversos a dispositivos; esto debido a la falta de interés de capacitación, el temor de un incremento de una función o responsabilidad más a su función diaria y se detectó que algunos dispositivos médicos no cumplen con las especificaciones técnicas con las que fueron aprobadas. / Tesis

El magnesio y sus aleaciones presentan características de biocompatibilidad, biodegradabilidad y propiedades mecánicas similares a las del hueso humano, por lo que constituyen materiales adecuados para la fabricación de implantes de reparación ósea. Sin embargo, su velocidad de degradación en el ambiente fisiológico es demasiado alta, lo que representa una desventaja para dichas aplicaciones. La aleación de Mg AZ91D posee propiedades mecánicas similares a las del hueso humano y es una de las estudiadas para aplicaciones biomédicas. En el presente trabajo de Tesis se realizó el estudio de diferentes recubrimientos con la finalidad de incrementar la resistencia a la corrosión de la aleación de Mg AZ91D en medio fisiológico simulado. Las películas fueron caracterizadas morfológica y composicionalmente mediante distintas técnicas y sus propiedades anticorrosivas fueron evaluadas mediante técnicas electroquímicas en solución fisiológica simulada. En primer lugar, se analizó el efecto inhibidor del nitrato de cerio, el ácido ascórbico (HAsc) y el citrato y tartrato de sodio (NaCit y NaTar) para la aleación de Mg AZ91D en solución fisiológica simulada. A partir de los resultados obtenidos, se generaron potenciostáticamente diferentes recubrimientos en soluciones que contenían Ce(NO3)3 y aditivos. La caracterización mediante las técnicas EDX y XPS de los recubrimientos obtenidos a partir de soluciones a base de Ce(NO3)3 verificó que los mismos estaban compuestos por óxidos de Ce3+ y Ce4+. Dentro de las películas base cerio, aquella obtenida en presencia de HAsc fue homogénea, compacta, cubrió completamente al sustrato y demostró poseer las mejores características anticorrosivas. Las propiedades protectoras fueron atribuidas tanto a la presencia de especies de Ce que bloquean los sitios catódicos del sustrato como a la capacidad del HAsc para formar quelatos insolubles sobre la superficie del mismo. Esta película fue utilizada como base para la formación de nuevos recubrimientos. Por un lado, se la modificó con especies de Ag, consiguiéndose un recubrimiento con propiedades antibacteriales. Luego, se electrosintetizó un recubrimiento doble con polipirrol (PPy) donde se obtuvieron estructuras huecas interesantes desde el punto de vista de aplicaciones biomédicas como la liberación de fármacos. Más adelante, se sintetizó potenciostáticamente un recubrimiento a base de Ce y NaTar. La protección anticorrosiva fue atribuida tanto a la presencia de especies Ce3+ y Ce4+ en la película como a la formación de tartrato de cerio (CeTar), el cual ha sido reportado como inhibidor de la corrosión. La aleación recubierta con esta película también fue un sustrato apropiado para la posterior polimerización de PPy. Por último, se analizó el comportamiento de recubrimientos epoxi. Se encontró que la formación previa de una película base Ce, incrementó la adherencia del epoxi a la superficie, lo que permitió la obtención de un recubrimiento doble con muy buenas propiedades anticorrosivas. Luego, se sintetizaron compuestos de PPy y PPy/Ag en polvo y se añadieron al material epoxi antes de su aplicación. La presencia de estos compuestos produciría un sellamiento de poros de la matriz epoxi y a su vez introduciría las propiedades inhibitorias de la corrosión del PPy, llevando a una mejora en las propiedades anticorrosivas. / Magnesium and its alloys have characteristics of biocompatibility, biodegradability and mechanical properties similar to those of human bone, so they are suitable materials for the manufacture of bone repair implants. However, their degradation rate in the physiological environment is too high, which is a disadvantage for such applications. The AZ91D Mg alloy has mechanical properties similar to those of human bone and is one of the alloys studied for biomedical applications. In the present Thesis work the study of different coatings was carried out In order to increase the corrosion resistance of the AZ91D Mg alloy in a simulated physiological medium. The films were characterized morphologically and compositionally using different techniques and their anticorrosive properties were evaluated using electrochemical techniques in simulated physiological solution. Firstly, the inhibitory effect of cerium nitrate, ascorbic acid (HAsc) and sodium citrate and tartrate (NaCit and NaTar) was tested for Mg alloy AZ91D in simulated physiological solution. From the obtained results, different coatings were potentiostatically generated in solutions containing Ce(NO3)3 and additives. The characterization by EDX and XPS techniques of the coatings generated from solutions based on Ce(NO3)3, confirmed that they were composed of Ce3+ and Ce4+ oxides. Among cerium-based films, the one obtained in the presence of HAsc was homogeneous, compact, completely covered the substrate and showed the best anticorrosive characteristics. The protective properties were attributed both to the presence of Ce species that block the cathodic sites of the substrate and to the ability of HAsc to form insoluble chelates on the surface. This film was used as a base for the formation of new coatings. On the one hand, it was modified with Ag species, achieving a coating with antibacterial properties. Then, a double coating with polypyrrole (PPy) was electrosynthesized, obtaining interesting hollow structures from the point of view of biomedical applications such as drug delivery. Later, a coating based on cerium and NaTar was potentiostatically synthesized. The anticorrosive protection was attributed both to the presence of Ce3+ and Ce4+ species in the film and to the formation of cerium tartrate (CeTar), which has been reported as a corrosion inhibitor. The alloy coated with this film was also a suitable substrate for the subsequent polymerization of PPy. Finally, the behavior of epoxy coatings was analyzed. It was found that the previous formation of the Ce based film, increased the adherence of the epoxy film to the surface which made it possible to obtain a double coating with very good anticorrosive properties. Then, PPy and PPy/Ag powder compounds were synthesized and added to the epoxy material before application. The presence of the compounds would seal the pores of the epoxy matrix and at the same time would introduce the corrosion inhibitory properties of PPy, leading to an improvement in the anticorrosive properties.

El presente trabajo de investigación tiene como objetivo principal sintetizar macromonómeros a base de 2-etil-oxazolina y 2-éster-2-oxazolina. El iniciador y terminador usados fueron triflato de metilo y N-Vinilbencil piperazina respectivamente. Los macromonómeros fueron caracterizados por espectrometría de resonancia magnética nuclear, se determinó mediante este método el grado de polimerización y peso molecular de los macromonómeros". El rendimiento de la síntesis de los macromonómeros, denominados MM1, MM2, MM3, fue mayor al 74%. Mediante la polimerización radicalar de N-isopropilacrilamida y el macromonómero a base de Esteroxazolina (MM3) se sintetizaron hidrogeles. En la síntesis de estos hidrogeles se utilizó como iniciador el peróxido de potasio y tetrametiletilendiamina (TEMED) como catalizador de reacción. Los hidrogeles a base de esteroxazolina se hidrolizaron y se evaluó la cinética de hinchamiento en agua. Los hidrogeles hidrolizados (MM3) aumentaron su absorción de agua debido al aumento de su hidrofilicidad por contener grupos hidrofílicos tipo ácido carboxílicos y carboxilatos de sodio. Los macromonómeros a base de 2-etil-2-oxazolina y 2-ester-2 oxazolina podrían ser utilizados para elaborar copolímeros injertados e hidrogeles para ser utilizados en nanotecnología, biotecnología, óptica, entre otros.

La piel es un órgano de gran importancia para el ser humano por la extensa cantidad de funciones que cumple. En esta gran importancia estriba el interés que se tiene por diseñar sistemas cada vez más efectivos para la curación de heridas, que permitan una rápida recuperación de las funciones interrumpidas de protección y homeostasis, principalmente. En esta búsqueda por apósitos más efectivos, los biomateriales cumplen un rol central por el gran potencial que presentan. En este trabajo se realiza una revisión de algunos estudios que elaboran apósitos a partir de diversos biomateriales sintéticos y naturales (de origen proteico y polisacárido) y que, además, evalúan las propiedades de dichos materiales y su rol en el proceso de curación. En base a estos estudios y a las características propias de los biomateriales con los que se elaboran, se presentan ventajas y desventajas de los apósitos para su uso en la reparación del tejido dañado. En especial, el trabajo se centra en el alginato, polisacárido natural que posee características valiosas para su uso, como la capacidad para gelar en presencia de algunos cationes divalentes, y su carácter biocompatible y absorbente. Después de un detallado análisis de la estructura, proceso de obtención, caracterización y propiedades de este polímero, se estudian tres diferentes membranas que se pueden elaborar en base a éste: las películas, los hidrogeles y las esponjas de alginato. Para cada una de estas membranas se revisan las investigaciones en las que han sido utilizadas como apósitos para el tratamiento de heridas. También se evalúan los resultados obtenidos en dichos trabajos y se analiza cómo las características estructurales propias de cada membrana podrían mejorar el tratamiento de heridas.