El objetivo primario de esta tesis consistió en realizar un análisis de componentes de un paquete de tratamiento para el miedo a hablar en público (MHP) que combina técnicas dirigidas a los tres sistemas de respuesta (cognitivo, motor, fisiológico); estas técnicas fueron reestructuración cognitiva aplicada (RCA), relajación aplicada auto-administrada (RA) y entrenamiento para hablar en público (EHP). Para llevar a cabo el análisis de componentes se formaron cuatro grupos: a) paquete completo de tratamiento (RCA + RA + EHP), b) paquete completo menos RA (RCA + EHP), c) paquete completo menos EHP (RCA + RA), y d) paquete completo menos RA y menos EHP (RCA).Estos cuatro grupos dieron lugar a un diseño factorial 2 x 2 con un factor Entrenamiento en Hablar en Público y un factor Relajación Aplicada. Los dos niveles de ambos factores fueron SI y NO. Además, se utilizó un grupo de lista de espera (LE).El análisis de componentes se llevó a cabo cumpliendo una serie de requisitos metodológicos y condiciones que han sido pasados por alto en todos o en la mayor parte de estudios en el campo de la reducción del MHP. Entre otros requisitos y condiciones pueden citarse el empleo de medidas de autoinforme, observacionales y fisiológicas; la obtención de datos de fiabilidad y validez de las medidas empleadas; el empleo de medidas de generalización al medio natural; la obtención de medidas de significación clínica; la supervisión de si los terapeutas aplicaban cada tratamiento tal como estaba planeado; la evaluación de la credibilidad y expectativas de los sujetos y de los terapeutas respecto a los tratamientos recibidos y aplicados respectivamente; y la evaluación de las impresiones de los sujetos acerca de los terapeutas.La muestra de sujetos con mucho MHP estuvo constituida por 64 mujeres y 8 hombres, estudiantes universitarios de segundo curso de Psicología. Estos sujetos formaron los cuatro grupos de tratamiento antes citados y el grupo de lista de espera. Por otra parte, se seleccionó un grupo de poco MHP con el fin de comprobar la validez de las medidas empleadas y disponer de un grupo criterio que permitiera hallar la significación clínica de los resultados obtenidos. Este grupo de poco MHP estuvo formado por 8 mujeres y 1 hombre, estudiantes también de segundo curso de Psicología.En la evaluación se incluyeron, tanto en el pretest como en el postest, medidas de autoinforme de a) MHP general, b) ansiedad social, y c) ansiedad subjetiva, reacciones somáticas y pensamientos tenidos antes, durante y después de dar una charla. Además, se utilizaron calificaciones subjetivas por parte de jueces y observaciones de tipo objetivo de aspectos vocales, no verbales y verbales relacionados con el MHP y/o la actuación de hablar en público. Por último, se emplearon medidas fisiológicas de presión sanguínea sistólica y diastólica y tasa cardíaca.Otras medidas fueron obtenidas sólo en el pretest, en el postest o durante el tratamiento y fueron las siguientes: a) medidas de satisfacción con los tratamientos recibidos y opiniones de los sujetos sobre posibles variaciones en los tratamientos seguidos; b) medidas de generalización al medio natural obtenidas al hacer los sujetos un breve comentario en ciase; c) medidas de la motivación y del deseo de tratamiento, de las expectativas iniciales de mejora, de la credibilidad y expectativas suscitadas por los tratamientos recibidos y de las impresiones acerca de los terapeutas; d) medidas de la credibilidad y expectativas de los terapeutas respecto a los tratamientos aplicados; e) medidas del número e impacto de los acontecimientos vitales positivos y de los acontecimientos vitales negativos ocurridos durante el tratamiento, pero al margen de éste.En el pretest y en el postest, los sujetos tuvieron que dar una charla de 3 minutos ante 6 personas desconocidas y una cámara de vídeo. Los sujetos dispusieron de una semana para preparar tres temes cuyos títulos se les dieron por escrito; sin embargo, no se les comunicó sobre cuál de estos temas hablarían hasta 10 minutos antes de la charla. La reacción del auditorio ante las charlas fue de interés.Cada una de tres parejas de terapeutas, concienzudamente entrenados y supervisados, llevó un grupo de 5 sujetos dentro de cada uno de los cuatro grupos de tratamiento. Hubo un total de 10 sesiones de tratamiento, una por semana, con una duración que osciló entre 90 y 120 minutos según la sesión.Los datos se analizaron mediante análisis multivariantes. Los principales resultados obtenidos fueron los siguientes:a) Los grupos de poco y mucho MHP difirieron, en el sentido previsto, en medidas de autoinforme y observacionales, pero no en las fisiológicas. Sin embargo, estas últimas no fueron eliminadas debido a la posibilidad de que pudieran ser sensitivas a los efectos de los tratamientos.b) Cada tratamiento fue más eficaz que LE en medidas de autoinforme. Todos los tratamientos, excepto RCA + RA, se mostraron también superiores a LE en reducir las manifestaciones externas de ansiedad. En el resto de variables observacionales, sólo el grupo RCA + EHP fue mejor que LE. No hubo diferencias respecto a LE ni en las variables fisiológicas ni en la ansiedad social autoinformada. c) La mayor eficacia de los tratamientos sobre LE no se circunscribió únicamente a la situación de hablar ante 6 personas más una cámara de video, sino que se extendió también a una situación del medio natural de los sujetos (comentario en clase).d) La superioridad de los tratamientos sobre LE no se limitó solamente a haber conseguido unos mayores cambios en promedio, sino que además tuvo relevancia clínica (medida esta en porcentaje de sujetos mejorados).e) Los sujetos del grupo LE no cambiaron en general del pretest al postest aunque redujeron su MHP experimentado durante la charla, tendieron a reducir sus perturbaciones del habla tipo "ah" y aumentaron su MHP estimado, el cual se midió una semana antes de dar la charla.f) Se lograron mejores resultados en ciertas medidas de autoinforme al añadir RA a RCA. Sin embargo, la relajación no se diferenció de la no relajación ni en las reacciones somáticas autoinformadas ni en las medidas fisiológicas. A este respecto, es posible que la adición de sesiones de entrenamiento en relajación en vivo por parte de los terapeutas aumentara la eficacia de la relajación autoadministrada.Se obtuvieron mejoras en ciertas variables observacionales al combinar EHP con RCA. Sin embargo, la adición conjunta de RA y EHP a RCA tuvo efectos desfavorables en comparación a cuando se añadió sólo uno de los componentes. Los peores resultados del tratamiento RCA + RA + EHP pueden atribuirse a un tiempo insuficiente para una intervención tan compleja. / A component analysis of a treatment package for public speaking anxiety (PSA) composed of applied cognitive restructuring (ACR), applied relaxation (AR) and training in public speaking (TPS) was carried out. Four groups were formed: complete package, package without TPS, and package without AP and without TPS. Furthermore, there was a waiting-list group. Every treatment group received ten 90-120 minutes weekly sessions, which were led by a couple of therapists. The sample was formed by 72 university students: 64 women and 8 men.A broad range of measures was used: i) Self-report of a) general PSA, b) social anxiety, c) subjective anxiety, somatic reactions and thoughts subjects had before, during and after a speech, d) credibility in treatment and expectancies of improvement, and e) satisfaction with the treatment. 2) Ratings and objective observations of vocal, nonverbal and verbal aspects related to PSA and/or public speaking performance. 3) Physiological measures of heart rate and systolic and diastolic blood pressure. The data were analyzed both statistically and clinically, through multi-variant methods.The ACR group was better than the waiting list group in self-report measures and in externally manifested anxiety. An additional improvement in some self-report measures was secured adding AR to ACR, whereas the addition of TPS to ACR led to an improvement in observational variables. However, the joint addition of AR and TPS to ACR had unfavourable effects in comparison with the addition of only one of the two components. This was attributed to an insufficient time for such a complex intervention.

En el esfuerzo desarrollado en estas últimas décadas por encontrar nuevos materiales con propiedades mejoradas, ha habido un especial interés por aquellos de resistencia térmica más alta, debido fundamentalmente a la demanda que de estos nuevos materiales, de altas prestaciones, hacen permanentemente las tecnologías más avanzadas. Aunque pronto se alcanzó lo que se considera el límite de resistencia térmica que puede proporcionar una estructura orgánica, en general la mayor estabilidad térmica de un material suele venir acompañada de una mayor dificultad de procesado, por lo que en los últimos años la investigación se ha dirigido hacia la obtención de polímeros térmicamente estables con una procesabilidad mejorada. Dos son las vías que se han venido utilizando para conseguir este objetivo: a) introducción de grupos flexibilizadores en la cadena principal o de grupos laterales voluminosos; b) desarrollo de polímeros u oligómeros capaces de entrecruzar térmica o fotoquímicamente en una etapa posterior.Es en este último apartado donde se enmarca el trabajo que se presenta, cuyo objetivo es la preparación de polímeros lineales con dobles enlaces laterales capaces de entrecruzar térmicamente para, de este modo, dar lugar a sistemas reticulados.Tradicionalmente, dos han sido las vías de síntesis utilizadas en la preparación de polímeros con grupos funcionales reactivos en las cadenas laterales: a) polimerización o copolimerización de monómeros que contengan el grupo funcional deseado; b) modificación de grupos funcionales presentes en un polímero preformado.Ambos métodos presentan ventajas e inconvenientes, resultando ser de hecho complementarios. Sin embargo, en el presente trabajo, la necesaria presencia de los dobles enlaces C-C en los monómeros de partida dificultaría sin duda las reacciones de polimerización, por lo que pareció más adecuado abordar dicha síntesis por modificación química de un polímero comercial.Los polímeros halogenados constituyen uno de los tipos de sustrato polimérico que más ampliamente se han venido utilizando en modificación química, debido sin duda a la elevada tendencia que muestran los átomos de halógeno a experimentar reacciones de sustitución nucleófila. Fue por ello que el primer objetivo que se planteó en el presente trabajo fue la sustitución de los átomos de cloro de la poliepiclorhidrina o su copolímero con óxido de etileno por grupos ácido carboxílico insaturados. Dicho objetivo podía conseguirse, en principio, a través de dos caminos sintéticos: a) utilizando el correspondiente carboxilato como agente nucleófilo y trabajando en condiciones de catálisis de transferencia de fase; b) haciendo uso del propio ácido carboxílico junto a una base voluminosa como el DBU.Con el objetivo de establecer las condiciones de reacción que permitieran alcanzar el más alto grado de funcionalización, se procedió a la realización de un estudio comparativo de estos dos métodos de modificación, ensayando asímismo diferentes condiciones de reacción. Dicho estudio se realizó utilizando como productos de partida la PECH y el ácido 10-undecenoico, poniéndose de manifiesto que de los dos métodos de modificación propuestos el que resultaba más efectivo era el que utilizaba el correspondiente carboxilato como nucleófilo junto a un agente de transferencia de fase. Cabe decir que esta reacción tiende a alcanzar un plateau para grados de modificación cercanos al 90%, al cual se accede al trabajar a 60 °C, en THF, a 1 día de reacción y utilizando el TBAB como catalizador de transferencia de fase.Una vez establecidas las condiciones óptimas de reacción para la modificación de la PECH con el 10-undecenoato potásico, se planteó la síntesis de otros polímeros que también tuvieran dobles enlaces terminales en las cadenas laterales, pero que incorporaran otros separadores. En concreto se planteó la modificación de la PECH con los ácidos 4-pentenoico, 3-butenoico, 2-(tioalil)nicotínico, 4-(2-propenoxi)benzoico, 4-(5-hexenoxi)benzoico, 3-(2-propenoxi)-2-naftoico y 3-(5-hexenoxi)-2-naftoico.En las reacciones de modificación con los ácidos alifáticos se trabajó en condiciones idénticas a las que habían dado lugar a los mejores resultados con 10-undecenoato potásico, siendo los grados de sustitución alcanzados en las modificaciones con 4-pentenoato comparables a los obtenidos en condiciones análogas con 10-undecenoato. Ahora bien, al modificar la PECH con 3-butenoato potásico tuvo lugar de manera simultánea la isomerización cuantitativa del doble enlace terminal a la posición conjugada, resultando ser el grupo finalmente introducido un grupo éster crotónico.En las reacciones de modificación de la PECH con los carboxilatos aromáticos se requirió el uso de proporciones mayores de agente nucleófilo, así como de tiempos de reacción más largos. De este modo, en la modificación de la PECH con los ácidos 4-(2-propenoxi)benzoico y 4-(5-hexenoxi)benzoico se alcanzaron grados de modificación prácticamente cuantitativos, los cuales se vieron sin embargo sensiblemente reducidos para el resto de carboxilatos aromáticos ensayados.Dado que los polímeros que contienen elevados porcentajes de grupos entrecruzables pueden dar lugar a materiales curados de elevada fragilidad y pobres propiedades mecánicas, pareció razonable el plantearse la obtención de polímeros lineales análogos a los ya obtenidos por modificación de la PECH, pero que contuvieran menores densidades de grupos entrecruzables. En este sentido, y a la vista de los grados de modificación prácticamente cuantitativos a que habían dado lugar las reacciones de modificación de la PECH con los carboxilatos insaturados derivados del ácido benzoico, se pensó que podía ser interesante ensayar la modificación de la PECH con mezclas equimoleculares de benzoato potásico y de cada uno de estos carboxilatos. De este modo, se accedió a dos terpolímeros en los cuales el contenido de unidades no modificadas era muy pequeño (< 10%), y el de los grupos alquenoxibenzoato incorporados fue ligeramente superior al de los grupos benzoato.Asimismo, se propuso la modificación de un copolímero epiclorhidrina-óxido de etileno 1:1 con los mismos ácidos alifáticos y aromáticos con los que ya se había funcionalizado la PECH, para lo cual se trabajó en condiciones análogas a las ya utilizadas en la modificación de este polímero, siendo en general los grados de modificación alcanzados en estas reacciones menores que los obtenidos en condiciones análogas al modificar la PECH.Cabe decir que en la síntesis de todos los polímeros se hizo evidente la existencia de las reacciones competitivas de entrecruzamiento y de degradación de la cadena polimérica que se hallaban descritas en la literatura, cuyo mecanismo parece tener su origen en la reacción paralela de deshidrocloración.La caracterización espectroscópica de todos los polímeros sintetizados se llevó a cabo mediante las técnicas habituales (espectroscopía IR y de RMN de 1H y de 13C), siendo de destacar que los carbonos de la cadena principal y los directamente unidos a ella dieron lugar, en RMN de 13C, a señales anchas o desdobladas, debido a las diferentes regio y estereosecuencias que pueden darse en los polímeros. Por su parte, la caracterización térmica se realizó mediante análisis termogravimétrico y calorimetría diferencial de barrido. Esta última técnica puso de manifiesto que los polímeros modificados con el ácido 10-undecenoico en elevada extensión experimentaban, a bajas temperaturas, un proceso de cristalización de las largas cadenas alifáticas laterales, hecho que pudo ser comprobado mediante difracción de rayos X.La termogravimetría mostró que un aumento en el grado de modificación alcanzado suponía, para todos los polímeros sintetizados, un cierto incremento en su estabilidad térmica. Por otro lado, en términos generales, los polímeros con unidades aromáticas laterales mostraron una mayor estabilidad térmica que los que contenían cadenas laterales alifáticas. Las curvas termogravimétricas de todos los polímeros sintetizados pusieron asimismo de manifiesto que la reacción de polimerización iniciada térmicamente de los dobles enlaces laterales, la cual tenía lugar a altas temperaturas, solapaba en todos los casos con el proceso de degradación térmica del polímero. En consecuencia, para alcanzar nuestro objetivo, que era la obtención de materiales termoestables por entrecruzamiento a través de estos dobles enlaces, pareció necesario el plantearse la utilización de iniciadores de polimerización.En un principio, se realizaron ensayos con varios iniciadores de radicales diferentes (AIBN, peróxido de dicumilo, peróxido de benzoílo y peroxidicarbonato de 4-t-butilciclohexilo), eligiéndose finalmente el peróxido de dicumilo como el mejor de los ensayados. De hecho, la utilización de este iniciador permitió el entrecruzamiento de la mayoría de los polímeros sintetizados, si bien las proporciones de peróxido de dicumilo requeridas fueron siempre elevadas (5-10% en peso). Cabe mencionar que, el entrecruzamiento de los polímeros derivados de los ácidos 3-(2-propenoxi)-2-naftoico y 2-(tioalil)nicotínico, que no pudo llevarse a cabo por tratamiento con peróxido de dicumilo, pudo realizarse finalmente por tratamiento con un 10% en peso de AIBN. A continuación, se procedió a la determinación de los parámetros cinéticos (energías de activación y factores preexponenciales de Arrhenius) asociados a los procesos de entrecruzamiento catalizados por el peróxido de dicumilo. Para ello, se utilizó la calorimetría diferencial de barrido y se hizo uso de las expresiones deducidas por Ozawa y Kissinger. Por último, cabe mencionar que el proceso de curado supuso, para la mayoría de los polímeros estudiados, un cierto incremento de su estabilidad térmica, el cual sin embargo no fue en ningún caso demasiado acusado. / In this work thermosetting materials were prepared by chemical modification of available chlorinated polymers with unsaturated carboxylic acids and further crosslinking through their double bonds. First, a wide study of the reaction of poly(epichlorohydrin) (PECH) wiht 10-undecenoic acid was carried out in order to establish the optimum modification conditions. After that, the chemical modification of PECH and epichlorohydrin-ethylene oxide 1:1 copolymer (PECH-PEO) was carried out with several unsaturated carboxylic acids (10-undecenoic acid, 4-pentenoic acid, 3-butenoic acid, 2-(thioallyl)nicotinic acid, 4-(2-propenoxi)benzoic acid, 4-(5-hexenoxi)benzoic acid, 3-(2-propenoxi)-2-naftoic acid and 3-(5-hexenoxi)-2-naftoic acid), achieving in all cases high functionalization degrees. It must be noted that, in all these reactions, previously reported degradation and crosslinking side processes occurred.All these polymers were characterized by IR spectroscopy, 1H and 13C NMR spectroscopy, viscosimetric measurements, osmometry, size exclusion chromatography, thermogravimetry (TGA), differential scannig calorimetry (DSC), and the ones showing crystalline phases also by X-ray powder diffractometry.DSC and TGA measurements show that thermal crosslinking, which in all cases takes place at high temperatures, overlaps for all polymers with the thermal degradation process. Thus, in order to reach thermosets by carbon-carbon double bonds polymerization it was necessary the use of radical initiators. First, different catalysts were tested (AIBN, t-butylcyclohexylperoxy dicarbonate, dicumyl peroxide and benzoyl peroxide) dicumyl peroxide being the one which led to better results. In fact, this initiator allowed crosslinking at low temperatures of most of the synthesized polymers. Furthermore, polymers which could not be crosslinked in this way, were finally cured by treatment with AIBN, but only to a slight extent. Kinetic parameters (activation energies and Arrhenius pre-exponential factors) of cured processes catalized by dicumyl peroxide were determined by means of DSC measurements and Ozawa and Kissinger expressions.Finally, it must be mentioned that thermogravimetric curves of all the cured polymers showed that crosslinking always involves better thermal resistence, although in no case thermal stability of cured and uncured materials were sharply different.

En la presente tesis doctoral se ha desarrollado una nueva estrategia de química combinatoria para la modificación de la hélice alfa C-terminal del dominio B de la proteína A de Staphylococcus Aureus, extensible a la modificación de otras proteínas naturales. La metodología se basa en la síntesis de quimiotecas "one-bead-one-compound" de análogos de este péptido y su evaluación mediante un ensayo de fluorescencia, el cual es capaz de revelar las unidades de resina que contienen un compuesto activo al volverlas fluorescentes. La identidad de los péptidos contenidos en estas unidades de resina se revela por secuenciación por MALDI-TOF PSD.La metodología desarrollada ha sido probada con éxito sobre una quimioteca de 300 candidatos generada por permutación de cuatro de los aminoácidos de la hélice C-terminal del dominio B. El trabajo con esta quimioteca ha permitido identificar dos péptidos capaces de sustituir esta hélice natural para dar lugar a la formación de nuevos "dominios B" más estables y activos.

La nostra proposta ha profunditzat per primera vegada en l’estudi de les lipoproteïnes d’alta densitat (HDL) en la infecció pel virus de la immunodeficiència humana (VIH), i hem determinat la seva implicació en el curs de la infecció i en el desenvolupament de l’arteriosclerosi amb la finalitat de dissenyar noves estratègies terapèutiques. Els nostres resultats mostren com l’estat inflamatori i oxidant persistent associat a la infecció té un paper central en l’aparició d’alteracions metabòliques i el desenvolupament d’aterosclerosi en aquests pacients. Concretament, utilitzant tècniques cromatogràfiques i proteòmiques, mostrem com la presència anòmala de gammaglobulines, molècules pro-inflamatories i reactants de fase aguda en el plasma d’aquests pacients indueixen la modificació del metabolisme, composició i distribució de les partícules HDL, suggerint que la monitorització de les partícules HDL en aquests pacients no ha d’estar basada únicament en la determinació de la concentració del contingut de colesterol, sinó que ha d’incloure la determinació d’altres paràmetres associats a la qualitat, i per tant, a la funcionalitat, de les partícules HDL. / Our proposal has explored for the first time the effect of human immunodeficiency virus (HIV)- infection on high-density lipoprotein (HDL) particles, and we determined their involvement in the course of infection itself and the development of atherosclerosis in order to design novel therapeutic strategies. Our results show how the chronic oxidant and inflammatory status associated with infection plays a central role in the onset of metabolic disorders and the development of subclinical atherosclerosis in these patients. Concretely, using both, chromatographic and proteomic techniques, we observed how the increased levels of gammaglobulin, pro-inflammatory molecules and acute phase reactants in the plasma of these patients induced metabolism alterations and modifications on the distribution and composition of HDL particles, suggesting that the monitoring of HDL particles in these patients should not be only based on the determination of the concentration of cholesterol content, but must include the determination of other parameters associated with particle quality, and therefore the functionality, of HDL particles

En aquest treball es descriu el disseny, síntesi i caracterització de diferents biomaterials i la seva possible aplicació en biomedicina. S'ha fet especial èmfasi a ressaltar la importància que tenen l'estructura, la composició i l'activitat superficial en les propietats finals del biomaterial. Així, s'ha desenvolupat un biomaterial biodegradable i elastomèric, altament porós, amb una gran interconnectivitat que permet la difusió de nutrients i de cèl•lules, un cop sigui implantat. La viabilitat d'aquest material s'ha demostrat tant en assaigs in vitro com in vivo. La síntesi del mateix s'ha realitzat mitjançant calefacció assistida per microones, cosa que ha permès una reacció més ràpida sense necessitat de catalitzadors i evitant les etapes posteriors de purificació. S'ha desenvolupat també un material biodegradable i injectable a temperatures de 45°C, que, en refredar fins als 37°C, s'endureix i pot emprar com a suport estructural al mateix temps que actua com a alliberador de fàrmacs. L'aplicació d'aquest material com ciment ossi millora els problemes de biocompatibilitat, tant de composició, com mecànica, dels actuals productes en el mercat, obrint una nova via d'aplicació d'aquest tipus de materials. D'altra banda, el compost desenvolupat s'ha assajat en aplicacions bioadhesives, on ha demostrat uns excel•lents resultats en la unió de teixit intestinal. Finalment, s'ha aconseguit desenvolupar una superfície amb capacitat de reprogramar cèl•lules amb el simple contacte entre la cèl•lula i la superfície. Amb aquesta tecnologia, anomenada cell reprograming surface (CRS), s'han obtingut cèl•lules pluripotents induïdes (iPS) d'una forma molt més eficient i ràpida que els mètodes habituals de treball. / En este trabajo se describe el diseño, síntesis y caracterización de diferentes biomateriales y su posible aplicación en biomedicina. Se ha hecho especial énfasis en resaltar la importancia que tienen la estructura, la composición y la actividad superficial en las propiedades finales del biomaterial. Así, se ha desarrollado un biomaterial biodegradable y elastomérico, altamente poroso, con una gran interconectividad que permite la difusión de nutrientes y de células, una vez sea implantado. La viabilidad de este material se ha demostrado tanto en ensayos in vitro como in vivo. La síntesis del mismo se ha realizado mediante calefacción asistida por microondas, lo que ha permitido una reacción más rápida sin necesidad de catalizadores y evitando las etapas posteriores de purificación. Se ha desarrollado también un material biodegradable e inyectable a temperaturas de 45°C, que, al enfriarse hasta los 37°C, se endurece y puede emplearse como soporte estructural a la vez que actúa como liberador de fármacos. La aplicación de dicho material como cemento óseo mejora los problemas de biocompatibilidad, tanto de composición como mecánica, de los actuales productos en el mercado, abriendo una nueva vía de aplicación de este tipo de materiales. Por otro lado, el compuesto desarrollado se ha ensayado en aplicaciones bioadhesivas, donde ha demostrado unos excelentes resultados en la unión de tejido intestinal. Por último, se ha conseguido desarrollar una superficie con capacidad de reprogramar células con el simple contacto entre la célula y la superficie. Con esta tecnología, denominada cell reprograming surface (CRS), se han obtenido células pluripotentes inducidas (iPS) de una forma mucho más eficiente y rápida que los métodos habituales de trabajo. / This paper describes the design, synthesis and characterization of different biomaterials and their possible applications in biomedicine, highlighting the importance of the structure, composition and surface activity in the final properties of the biomaterial. Thus, a biodegradable and elastomeric biomaterial, highly porous, with a strong interconnectivity that allows diffusion of nutrients and cells, once it is implanted has been developed. The feasibility of this material has been demonstrated both in vitro and in vivo assays. The synthesis has been performed using microwave-assisted heating, which has allowed a faster reaction without catalysts and avoiding the later stages of purification. It has also been developed a biodegradable and injectable material, at temperatures of 45°C, which, when cooled to 37°C, it hardens and can be used as structural support while acting as drug delivery. The application of such material as bone cement avoid biocompatibility problems, both in composition and mechanicas, of the current products on the market, opening a new way of application of such material. On the other hand, the compound has been tested in bioadhesive applications, where it has shown excellent results in the union of intestinal tissue. Finally, a surface with ability to reprogram cells with simple contact between the cell and the surface has been developed. With this technology, called cell reprograming surface (CRS), induced pluripotent cells (iPS) have been obtained in a much more efficient and faster way than the usual methods.

El treball que s'ha dut a terme es centra en la recerca d'agents modificants per a fibres cel·lulòsiques capaços de reduir la polaritat de les funcions alcohol de la seva estructura per formació de funcions ester. Les fibres de jute se sotmeten a reacció en un sistema tancat provist d'atmòsfera de nitrogen a fi d'evitar reaccions laterals que no són del nostre interés.L'obtenció dels resultats perseguits està lligat a les condicions experimentals aplicades durant les reaccions. La influència de les diferents variables escollides facilitarà en major o menor grau la reacció entre les molècules d'agent d'acoblament i cel·lulosa vinculades. Una gran part de l'atenció es centrarà en l'estudi de l'etapa de modificació, sobretot en l'efectivitat dels reactius addicionats per la reacció amb els grups hidroxil. Un cop comparats els experiments realitzats tant amb clorur d'oleïl com amb anhídrid metacrílic, es conclou que la majoria de condicions provades permeten assolir valors de modificació prou significatius. L'excepció ve donada quan la temperatura utilitzada és de 20ºC, llavors les mateixes condicions que a una temperatura de 60ºC condueixen cap a resultats poc satisfactoris. La reactivitat per part dels dos agents d'acoblament utilitzats no ha estat la mateixa. Els resultats per condicions experimentals del mateix tipus han conduït cap a valors força diferents. Pel que fa a la determinació dels paràmetres òptims es conclou que les variables amb les que el grau de modificació millora considerablement són: una temperatura de 60ºC, 10% de catalitzador respecte la quantitat de clorur d'oleïl o anhídrid addicionada, relació OH reactiu estequiomètrica 1:1 i 40mL de solvent. Un cop modificada la fibra, se sotmet a reacció amb el monòmer estirè. Es comprova que el grau de polimerització segueix el valor de modificació prèviament obtingut, a menor quantitat de funcions alcohol lliures major interacció amb el monòmer estirè. Les propietats inicials de la fibra no es corresponen amb les obtingudes després del tractament, l'increment de la resistència a l'atac de microorganismes i a l'absorció d'humitat s'explica per una reducció de la presència de funcions alcohol polars i per la capa d'estirè polimeritzat per unió amb els dobles enllaços introduïts amb els agents d'acoblament. Pel que fa referència a les dues tècniques de caracterització més utilitzades, l'anàlisis elemental permet quantificar d'una manera precisa la reacció de la fibra amb els agents d'acoblament i la posterior reacció de la fibra modificada amb el monòmer estirè. La caracterització per espectroscopia d'infraroig permet comprovar qualitativament la reactivitat del clorur d'oleïl i qualitativament-quantitativament la de l'anhídrid metacrílic amb les funcions alcohol de la cel·lulosa present en les fibres de jute. Els pics més característics apareguts seran utilitzats per avaluar la reactivitat de la funció carbonílica del reactiu modificant amb l'estructura cel·lulòsica i del doble enllaç de la cel·lulosa modificada amb la matriu polimèrica. / En los últimos años, gran parte del interés científico e industrial se ha centrado en el desarrollo de los materiales compuestos. El uso mayoritario de las fibras de vidrio como material de refuerzo en este tipo de materiales ha conducido hacia la búsqueda de refuerzos alternativos capaces de satisfacer requisitos tanto a nivel económico como medioambiental. Las fibras naturales se muestran como firmes candidatas a ejercer de refuerzo, ofreciendo una alternativa comercial. La fibra que se obtiene de la planta de yute es una fibra reciclable y biodegradable, y su fabricación está ligada a un consumo energético más bajo si se compara con la fabricación de las fibras sintéticas. Por lo tanto, es una fibra cuya manipulación tiene un coste competitivo y además ofrece un amplio mercado donde ser adquirida, condiciones que la hacen económicamente viable [Gómez, I. L. y col., 1998]. Muchos polímeros, especialmente termoplásticos son no-polares (hidrofóbicos), sustancias incompatibles con las fibras naturales (hidrofílicas) generándose una adhesión pobre. Con el fin de poder mejorar esta adhesión se utilizan los agentes de acoplamiento, compuestos con los que se trata la superficie de las fibras facilitando el enlace químico con la matriz polimérica. El trabajo que se expone se divide en dos partes, una primera teórica y una segunda experimental. En la primera parte, se describen aspectos fundamentales de las fibras naturales y más concretamente de la fibra de yute que se pretende utilizar como refuerzo. También se habla de los materiales compuestos y de sus propiedades y finalmente se centra la atención en los procesos de modificación química con agentes de acoplamiento. En la parte experimental se exponen todos y cada uno de los reactivos utilizados seguido por la descripción de las reacciones teóricas. Además, se describen las técnicas que van a aplicarse en la evaluación de los resultados con el fin de comprobar si las reacciones han tenido lugar y cuantificar el grado de modificación. Finalmente, se presentan los resultados obtenidos. El objetivo global de este proyecto es la modificación química de las fibras de yute y estudiar sus propiedades con el fin de utilizarlas como refuerzo en un material compuesto. Este proceso requiere de dos pasos a seguir, por una parte modificar químicamente las fibras incorporando un agente de acoplamiento bifuncional capaz de reaccionar con los grupos hidroxilos. Por otra parte, y una vez realizada la modificación, unir el agente compatibilizante que ha reaccionado con las fibras, a los dobles enlaces del precursor del polímero, en el caso de este estudio el monómero estireno. Todo esto, conlleva a un estudio de la etapa de modificación con el fin de evaluar el enlace entre la fibra y el agente de acoplamiento y también comprobar, si es que realmente se da, un cambio en las propiedades de absorción de humedad responsables de las variaciones dimensionales de las fibras.Haciendo referencia al primer apartado de los resultados, se realiza una caracterización previa de la fibra de yute. Se estudia su composición, concretamente el contenido en ceras, resinas, esteres de los ácidos grasos y sustancias no saponificables, así como también el porcentaje de lignina. También se realiza una medida de la longitud de fibra utilizando el analizador de tamaño denominado "Kajaani". Sigue una caracterización morfológica de las fibras que permitirá conocer su aspecto longitudinal y transversal a través de las técnicas de microscopia óptica y electrónica. Las micrografias y fotografias obtenidas, muestran una fibra lisa sin nudos y con un grosor de pared que varia a lo largo de una misma fibra. Su lumen o canal interior, no es regular sino que presenta un tamaño variable. El diámetro y grosor de la pared primaria es variable observándose paredes más delgadas en los extremos de la fibra. Calculando el diámetro promedio por un número apreciable de fibras se obtiene un valor de 14.3&#61621;m para el canal externo y uno de 4.5&#61621;m para el interno. El análisis por espectroscopia infrarroja (FTIR) muestra una fibra básicamente formada por celulosa y, los resultados obtenidos por análisis elemental muestran ciertas diferencias entre su composición y la de la celulosa pura. A partir del tratamiento con estireno de la fibra pura, se comprueba la falta de reacción entre la fibra de naturaleza polar y el estireno de naturaleza no-polar. Esto conduce hasta el tratamiento de la fibra con dos agentes de acoplamiento bifuncionales: el cloruro oleico y el anhídrido metacrílico. Con ambos agentes se pretende crear un punto de unión entre la fibra y la matriz termoplástica. La reacción de esterificación reduce el número de grupos hidroxilos presentes en la fibra dando lugar a una funcionalidad ester de menor polaridad.Por otro lado, la cadena introducida proporciona un doble enlace carbono-carbono capaz de reaccionar con el doble enlace alifático de la molécula del monómero utilizado. Por lo tanto, se abre la posibilidad de inicializar la polimerización con el estireno. El estudio de las diferentes variables de reacción utilizadas permite deducir el efecto de todas y cada una de ellas sobre el grado de modificación. Destacar que la presencia de catalizador en el medio, una menor cantidad de solvente, un valor más elevado de temperatura, un incremento en la cantidad de reactivo y tiempos de reacción largos favorecen el avance de la reacción. En el caso de las reacciones realizadas con el cloruro oleico se han utilizado dos solventes de distinta naturaleza, la piridina de naturaleza polar y el diclorometano de menor polaridad. Con la adición de piridina se incrementa la superficie de contacto con el agente de acoplamiento, facilitando el acceso hacia los grupos hidroxilos libres. Por lo tanto, las reacciones de modificación realizadas en piridina mejoran la accesibilidad y reactividad con el sustrato celulósico debido a un incremento del contacto por hinchamiento. En el caso del diclorometano no se mejora la accesibilidad y se necesita de la adición de una base complementaria ya que a diferencia de la piridina este solvente no puede actuar como base y por lo tanto, el ácido liberado durante la reacción no es neutralizado. La adición de trietilamina desplaza la reacción hacia los productos evitando que el ácido clorhídrico quede libre. Del ensayo de tinción realizado a las fibras de yute modificadas con el cloruro oleico, los resultados indican que las fibras que se han sometido a modificación presentan mayor resistencia a la tinción debido a una reducción del número de grupos hidroxilos.El segundo bloque ha sido realizado con el anhídrido metacrílico. En este caso, y a diferencia del cloruro oleico sólo se utiliza la piridina como solvente. Las reacciones también muestran resultados significativos y de forma equivalente al cloruro son analizadas por espectroscopia infrarroja y análisis elemental. Alguno de los procesos también ha sido evaluado por incremento de peso.En este segundo bloque, también se ha determinado el grado de modificación a partir de la técnica de espectroscopia de infrarrojo. El cálculo se ha realizado partiendo de las bandas de absorción en infrarrojo más características. Comparando los valores con los obtenidos a partir de análisis elemental se comprueba que los resultados experimentales han sido reproducidos satisfactoriamente. También se ha evaluado la influencia del tratamiento con estireno de la fibra modificada tanto con el cloruro oleico como con el anhídrido metacrílico. La capa de polímero que se forma encima de la superficie de las fibras disminuye significativamente el ataque por parte de microorganismos y la absorción de humedad. El tratamiento protege la fibra aunque los resultados indican que esta protección no es total. Se ha establecido comparación entre la reactividad de los dos agentes de acoplamiento y los resultados del grado de modificación para reacciones equivalentes indican reacciones más extensas en el caso del cloruro oleico. Ambos agentes de acoplamiento disminuyen significativamente la hidrofília característica de las fibras. En último lugar se describe el test de efectos realizado al conjunto de reacciones. Se analiza el efecto de las variables de reacción sobre el grado de modificación, indicándose cuales son las variables más significativas en la reacción entre los agentes de acoplamiento y la fibra: tipo de solvente, tiempo, tipo de reactivo y su concentración en el medio. / In the last years, great part of the scientific and industrial interest has been centered in the development of the composites. The majority use of material fiber glasses as of reinforcement in this type of materials has lead towards the search of alternative reinforcements able to satisfy requirements at economic level as much as environmental. The natural fibers are firm candidates to exert of reinforcement, being offered a commercial alternative. The fiber that is obtained from the jute plant is a recycleable and biodegradable fiber, and its manufacture is bound to a lower power consumption if it is compared with the manufacture of synthetic fibers. Therefore, it is a fiber whosemanipulation has a competitive cost and in addition it offers an ample market where to be acquired, conditions that makes economically viable [Gomez, I. L. and col., 1998 ].Many polymers, specially thermoplastic are not-polars (hydrophobic), incompatiblesubstances with natural fibers (hydrophilic) being generated an adhesion poor. With the purpose of being able to improve this adhesion connection agents are used, reagents which the surface of fibers is treated facilitating the chemical connection with the polimeric matrix.The work that is exposed divides in two parts, one first theoric and one secondexperimental. In the first part, fundamental aspects of natural fibers and of the jute fiber are described more concretely that is tried to use like reinforcement. Also it is spoken of the composites and of its properties and finally the attention in the processes of chemical modification with connection agents is centered.In the experimental part are exposed all and each one of the used reagents followed by the description of the theoric reactions. In addition, the technique that are described are going to be applied in the evaluation of the results with the purpose of verifying if the reactions have taken place and quantifying the modification degree. Finally, the obtained results appear. The global objective of this project is chemical modification of jute fibers and to study its properties with the purpose of using them like reinforcement in a composite material. This process requires two steps, first modify fibers incorporating a bifunctional agent able to react with the hydroxil groups. On the other hand, and once made modification, to unite the agent who has reacted with fibers, to the double connections of the precursor of the polymer, in the case of this study the monomer styrene. All this, entails to a study of the stage of modification with the purpose of evaluating the connection between the fiber andthe agent and to verify, if it is that really it occurs, a change in the properties of humidity absortion responsible for the dimensional variations of fibers. Making reference to the first section of the results, one is made caracteryzation previous of the jute fiber: his composition, concretely the wax content, resins, measurement of the fiber length with the "Kajaani" analyzer,.Morphologic caracteryzation of the fibers occurs to know its longitudinal and crosssectional aspect. This study show a smooth fiber without knots and with a variable thickness of the primary wall. Analysis by infrared espectroscopy (FTIR) shows to a fiber formed by cellulose and, the results obtained by elemental analysis show to certain differences between his composition and the one of the pure cellulose.The sterification reaction with two bifunctional reagents reduces the number of present hydroxil groups in the fiber giving rise to an ester functionality of smaller polarity. On the other hand, the introduced chain provides a double connection carbon-carbon able to react with the double alyphatic connection of the molecule of used monomer. Therefore, the possibility is opened of initializing the reaction with styrene. The study of the different used variables of reaction allows to deduce the effect of all and each one of them on the modification degree. To emphasize that the presence of catalyst in means, a smaller amount of solvent, more elevated value of temperature, an increase in the amount of reagent and long times of reaction favor the advance of the reaction.In the case of the reactions made with the oleyl chloride two solvents of different nature have been used, the pyridine of polar nature and the dichloromethane of smaller polarity.With the addition of pyridine the faying surface with the connection agent is increased, facilitating the access towards the free hydroxil groups. Therefore, the reactions of modification made in pyridine improve the accessibility and reactivity with the cellulose substrate due to an increase of the contact by swelling. In the case of the dichloromethane the accessibility does not improve and it is needed the addition of a complementary base because this solvent cannot act as it bases and therefore, the acid released during the reaction is not neutralized. The addition of triethylamine moves the reaction towards the products avoiding that the hydrochlorate acid is frees.Of the test of dyeing made to fibers of jute modified with the oleyl chloride, the results indicate that the fibers that have been put under modification offer greater resistance due to a reduction of the number of hydroxil groups.The second block has been made with the methacrylic anhydride one. The reactions also show significant results. Some of the processes also has been evaluated by increase of weight.In this second block, also the degree of modification from the technique of infraredspectroscopy has been determined. The calculation has been made starting off of the more characteristic absorption bands in infrared. Comparing the values with the obtained ones from elemental analysis it is verified that the experimental results have been reproduced satisfactorily. Also the influence of the treatment with styrene of the modified fiber has been evaluated so much with the oleyl chloride as with the methacrylic anhydride one. The polymer layer that forms upon the surface of fibers significantly diminishes the attack on the part of microorganisms and the humidity absorption. The treatment protects the fiber although the results indicate that this protection is not total. Comparison between the reactivity of both connection agents has settled down and the results of the degree of modification for equivalent reactions indicate more extensive reactions in the case of the oleyl chloride. Both agents of connection diminish hydrofobicity of fibers. Last the test of effects is described made to the set of reactions. The effect of the reaction variables is analyzed on the modification degree, indicating itself the most significant variables in the reaction between the coupling agents and the fiber: type of solvent, time, type of reagent and its concentration in means.

El present treball es basa en l'estudi de la modificació de la superfície del negre de carboni (NC) per mitjà de tècniques de plasma. Tot i que aquest tipus de tractament s'utilitza de manera comú sobre superfícies planes, tanmateix encara existeixen problemes a l'hora de treballar en materials en pols degut a la dificultat que suposa la seva manipulació. En aquest treball s'ha modificat NC tant per tècniques de plasma a baixa pressió com per mitjà de tècniques de plasma atmosfèric. Per tal d'assolir aquest objectiu s'han posat a punt tres reactors de plasma capaços de modificar aquest tipus de material; dos reactors treballen a baixa pressió mentre que el tercer es tracta d'un equip a pressió atmosfèrica.Els sistemes de plasma a baixa pressió utilitzats han estat un reactor down-stream i un reactor de llit fluiditzat. Ambdós sistemes utilitzen un generador de radio freqüències a 13,56MHz per tal de general el plasma. Tots dos sistemes han estat optimitzats per la modificació de materials en pols. En el cas del reactor down-stream, s'ha estudiat a posició d'entrada del gas reactiu, la potència del generador i el temps de modificació per a tres tipus de tractament: oxigen, nitrogen i amoníac. En el cas del reactor de llit fluiditzat, els paràmetres que s'han estudiat han estat la distància entre la pols i la zona de generació de plasma, la mida de la partícula i la porositat de la placa suport.Pel que fa a la modificació mitjançant la utilització de plasma atmosfèric, s'ha dissenyat un sistema que permet utilitzar una torxa de plasma atmosfèric comercial (Openair® de Plasmatreat GmbH) per tal de modificar materials en pols. Aquest sistema consisteix en un reactor adaptable a la torxa de plasma atmosfèric on té lloc la modificació, un sistema d'introducció de la pols dins de la zona de reacció així com també un sistema de refredament i col·lecció del material modificat que conjuntament permeten un funcionament quasi-continu del tractament.S'ha utilitzat el reactor down-stream i el reactor a pressió atmosfèrica per tal de modificar tres tipus diferents de negre de carboni (N134, XPB 171 i Vulcan XC-72). D'altra banda, s'ha grafititzat i extret el N134 prèviament a la modificació per tal de realitzar un estudi sobre la influència de l'estructura superficial així com també de la presència d'impureses sobre la superfície del NC. L'oxidació i l'augment de nitrogen en superfície han estat les dues modificacions que s'han estudiat principalment per tal de comparar el resultat obtingut per les tècniques presentades.El NC s'ha caracteritzat mitjançant diverses tècniques analítiques per tal de poder obtenir informació sobre els canvis produïts durant la modificació per plasma. Aquestes tècniques inclouen superfície específica, XRD, WAXS, STM per tal d'estudiar els canvis en la seva morfologia i estructura de la superfície. D'altra banda, per tal d'estudiar els canvis en la composició química s'han emprat mesures de pH, valoracions àcid/base i XPS.Finalment, alguns dels negres de caboni modificats han estat seleccionats per tal de ser avaluats en aplicacions finals tal i com són el reforçament d'elastòmers i la seva activitat vers la reducció d'oxigen utilitzada en les PEMFC per tal d'eliminar els metalls nobles. En el primer cas, s'ha estudiat l'efecte sobre la cinètica i el mecanisme de vulcanització del negre de carboni modificat mitjançant el plasma atmosfèric. Aquest estudi s'ha dut a terme utilitzant dues tècniques complementaries com són les corbes reomètriques i la vulcanització de molècules model (MCV). També s'han realitzat mesures d'adsorció de polímer sobre el NC i Bound Rubber per tal d'estudiar la interacció polímer-càrrega la qual presenta una gran influència en les propietats finals dels materials. D'altra banda, s'ha estudiat també la capacitat del NC modificat vers a la reducció d'oxigen a partir de voltametria cíclica i s'han determinat les propietats del NC que poden influir de manera rellevant en l'activitat cataítica final del NC per a aquesta reacció. Tot i que es necessari fer una preparació posterior al tractament de plasma per a aquesta aplicació, el material final pot contribuir notablement a la eliminació de metalls nobles com a catalitzadors de reducció d'oxigen en les Piles de Combustible. / The present works deals with plasma modification of carbon black (CB). Although this type of treatment is widely used on flat surfaces handling problems should be overcome in order to treat powders as CB. In this study CB has been modified both by means of low-pressure and atmospheric pressure non-equilibrium plasmas. In order to accomplish this objective three different plasma reactors have been set-up; two at low pressure and one at atmospheric pressure working conditions.Low pressure plasma reactors utilised in this work consist in a down-stream and a fluidised bed system working at Radio Frequency generation power (RF 13,56 MHz). Both reactors have been optimized to treat powder materials. For the down-stream reactor, position of the reactive gas inlet, and treatment conditions such as generator power and time have been studied for oxygen, nitrogen and ammonia treatments. For the fluidized bed reactor the distance of the powder sample to the plasma generation zone, particle size and support porosity have been taken into account. Concerning atmospheric plasma, a device has been set up in order to adapt a commercial plasma torch (Openair® from Plasmatreat GmbH), for powder modification. An adaptable reactor, a method to introduce the powder in the plasma zone as well as a collecting system had been developed in order to obtain a quasi-continuous modification treatment.Three types of CBs, N134, XPB 171 and Vulcan XC-72 have been modified in both the down-stream and the atmospheric plasma system. Graphitization and extraction of N134 were also carried out before plasma modification in order to study the effect of both impurities and surface structure of the CB during plasma modification. Surface oxidation and nitrogen enrichment were the two main studied treatments in both systems which allowed comparing their performances.Unmodified and Modified CBs have been characterised from several points of view. Specific surface area, XRD, WAXS and STM have been used in order to study morphological and surface structure changes. On the other hand, pH measurements, acid/base titration and XPS were employed in order to study the surface chemistry composition changes that had taken place during plasma modification. Some of the modified CB grades were selected in order to be tested in final applications such as rubber reinforcement and oxygen reduction non-noble metal catalyst for PEMFC. In the first case, the effect of atmospheric plasma treatment on the vulcanization kinetics and mechanism has been evaluated both by rheometre curves and the model compounding approach. Studies about the polymer-filler interaction have been also carried out by calculating bound rubber and adsorption from polymer solution. Last but not least, plasma modification capacity to enhance the oxygen reduction activity to obtain non-noble metal catalysts for PEMFC has been evaluated after the correspondent preparation. Oxygen reduction activity has been studied by means of cyclic voltammetry. The main CB properties which could play an important role in such applications have been analyzed.

El treball que es presenta en aquesta tesi pretén contribuir al camp de la ciència de superfícies biològiques, amb el desenvolupament de superfícies adaptades amb cadenes lateral reactives per tal de unir covalentment biomolècul·les d'interès a la superfície.La polimerització assistida per plasma del recobriments actius és un mètode atractiu per tal d'obtenir cadenes laterals reactives, mitjançant pel·lícules nanomètriques amb densitats de grups funcionals adaptats. Sota control de les condicions experimentals, l'estructura del dipòsit polimèric es pot control i les estructures químiques obtingudes poden variar des de xarxes polimèriques altament funcionalitzades amb baixa reticulació fins a xarxes altament reticulades amb baix contingut funcional. La recerca descrita en aquesta tesi tracta de la modificació de superfície de diversos substrats per polimerització de plasma. La part essencial del treball es dirigeix cap al funcionalització amb grups èster de pentafluorofenil a la superfície, durant la polimerització per grafting i polimerització de plasma pulsat de pentafluofenil metacrilat. Aquesta classe de grup làbil és de gran interès per a la seva fàcil reactivitat amb molècules amb mines terminals, com pèptids. Altres monòmers comercials també s'han emprat al començament de l'estudi, com a primera aproximació a les tècniques de plasma. La caracterització d'aquestes superfícies s'ha fet a través de tècniques analítiques com FTIR, XPS, AFM o ToF - SIMS entre d'altres.A més, s'ha dut a terme un estudi per fer a mida el polímer de PFM per a millorar la retenció de la seva estructura, i així com un estudi profund de la seva reactivitat davant de molècules amb amines terminals diferents d'interès, afegint SPR o l'aplicació de sensors microcantiliver a les tècniques de caracterització per aconseguir una millor comprensió de la química i cinètica de la reacció.Sobre el propòsit d'aconseguir superfícies funcionalitzades útils, s'ha realitzat un patterning de les superfícies amb l'ús de màscares per a capa selectiva de les mostres per controlar les àrees modificades. Això s'ha fet per a l'aplicació d'aquesta pel·lícula a dispositius reals, així com a prova de la seva biocompatibilitat per cultiu cel·lular i per assaigs in vivo. / El trabajo que se presenta en esta tesis pretende contribuir al campo de la ciencia de superficies biológicas, con el desarrollo de superficies adaptadas con cadenas lateral reactivas con el fin de unir covalentemente biomoléculas de interés a la superficie.La polimerización asistida por plasma de recubrimientos activos es un método atractivo con el fin de obtener cadenas laterales reactivas, mediante películas nanométricas con densidades de grupos funcionales adaptados. Bajo control de las condiciones experimentales, la estructura del depósito polimérico se puede control y las estructuras químicas obtenidas pueden variar desde redes poliméricas altamente funcionalitzadas con baja reticulación hasta redes altamente reticuladas con bajo contenido funcional.La investigación descrita en esta tesis trata de la modificación de superficie de diversos sustratos por polimerización de plasma. La parte esencial del trabajo se dirige hacia el funcionalización con grupos éster de pentafluorofenilo en la superficie, durante la polimerización por grafting y polimerización de plasma pulsado de pentafluofenilmetacrilato. Esta clase de grupo lábil es de gran interés para su fácil reactividad con moléculas con minas terminales, como péptidos. Otros monómeros comerciales también se han servido al principio del estudio, como primera aproximación a las técnicas de plasma. La caracterización de estas superficies se ha hecho a través de técnicas analíticas como FTIR, XPS, AFM o ToF - SIMS entre otros. Además, se ha llevado a cabo un estudio para hacer a medida el polímero de PFM para mejorar la retención de su estructura, y así como un estudio profundo de su reactividad delante de moléculas con aminas terminales diferentes de interés, añadiendo SPR o la aplicación de sensores microcantiliver a las técnicas de caracterización para conseguir una mejor comprensión de la química y cinética de la reacción.Sobre el propósito de conseguir superficies funcionalizadas útiles, se ha realizado un patterning de las superficies con el uso de máscaras para capa selectiva de las muestras para controlar las áreas modificadas. Eso se ha hecho para la aplicación de esta película en dispositivos reales, así como a prueba de su biocompatibillidad por cultivo celular y para ensayos in vivo. / The work presented in this thesis has the main aim to contribute in the field of biological surface science, by developing tailored surfaces with reactive side chains in order to attach desired biomolecules to the surface by a covalent link. Plasma polymerization of surface active coatings is an attractive method to obtain reactive side chains, by making nanometer thick films of tailored functional group densities. By controlling the experimental conditions, the structure of the polymer deposit can be largely controlled and the chemical structures obtained can range from highly functional polymer networks of low cross link density to polymer networks of low functional group but high cross link densities. The research described in this thesis deals with the surface modification of various substrates by plasma polymerization. The major part of the work is directed towards the funtionalization with pentafluorophenyl ester groups on the surface, through the grafting polymerization and pulsed plasma polymerization of pentafluophenyl methacrylate. This kind of labile group is of high interest for its easy reactivity to amino terminated molecules, such as peptides. Other commercial monomers were also used at the beginning of the study, as a first approach to the plasma techniques. The characterization of these surfaces is done through several analytical techniques as FTIR, XPS, AFM or ToF-SIMS among others. Furthermore, a study for tailoring the PFM polymer for better structure retention and deep study of its reactivity in front of different amino terminated molecules of interest was performed, adding SPR or the implementation of microcantilever sensors to the characterization techniques to achieve a better understanding of the chemistry and kinetic of the reaction, in order to achieve the best peptide binding for reliable well characterized bioactive interface..On the aim of achieving useful functionalized surfaces, a patterning of the surfaces with the use of masks for selective coating of the samples has been performed to control the modified areas. This has been done for application of this film to real devices, as well as to test of its biocompatibility by cell culture and in vivo assays.

La biomimètica o biomimetisme són termes que simbolitzen el concepte “aprendre de la naturalesa”, és a dir, aprendre dels seus sistemes, processos i models, a fi d’utilitzar la natura com a font d’inspiració per solucionar problemes de l’home. El biomimetisme és actualment un concepte recurrent en l’àrea d’enginyeria de teixits i d’ell en sorgeixen idees per obtenir plataformes més elegants i sofisticades que puguin imitar millor les interacciones entre les cèl•lules i el seu ambient. Aquesta tesi pretén desenvolupar models, en dues i en tres dimensions, mitjançant la recreació d’un o més factors característics de l’ambient natural de la cèl•lula i que juguen un paper important en el comportament cel•lular. Se sap que tant les propietats químiques com les mecàniques de la matriu extracel•lular influeixen sobre les funcions cel•lulars. És per això que es va dissenyar un nou film polimèric que pogués combinar un hidrogel, amb propietats mecàniques variables, amb un monòmer reactiu capaç d’immobilitzar biomolècules. Degut a la complexitat del polímer dissenyat, va ser necessari recórrer a una tècnica de polimerització superficial molt versàtil com és la deposició química iniciada en fase vapor (més coneguda pel seu acrònim en anglès iCVD). Els polímers varen ser àmpliament caracteritzats i es va corroborar que podien ser modificats amb petites biomolècules com ara pèptids senyalitzadors. Les superfícies resultants són bioactives i permeten l’adhesió de cèl•lules endotelials. Unes altres superfícies biomimètiques, rellevants en l’àmbit de l’enginyeria de teixits d’os, es varen obtenir a partir d’una hidroxiapatita sintetitzada pel mètode de sol-gel submergint-la en diferents medis fisiològics. La dissolució i posterior reprecipitació dels ions proporcionen una capa d’apatita amb una composició similar a la que es troba in vivo. Els experiments evidencien la importància de partir d’un material relativament soluble. És per això que la hidroxiapatita pura no és capaç d’induir la precipitació d’aquesta apatita biomimètica in vitro. Diversos investigadors han relacionat la capacitat de formar apatita amb la bioactivitat del material, entenent bioactivitat com l’habilitat d’aquests materials de promoure la unió amb l’os. Per a l’enginyeria de teixits, però, és necessari un ambient tridimensional per tal de generar un teixit artificial. S’ha desenvolupat un nou model basat en l’ús d’un gel molt tou per tal d’obtenir un teixit dur com el de l’os. Malgrat que aquests dos conceptes poden semblar contradictoris, les cèl•lules adquireixen l’habilitat d’allargar-se ràpidament i crear una densa xarxa cel•lular dins d’aquest ambient poc restrictiu des d’un punt de vista mecànic. La consegüent contracció del sistema acaba formant un constructe més petit i resistent. Aquest és un sistema biomimètic ja que promou una gran interacció cel•lular i també la condensació de les cèl•lules, esdeveniments que tenen lloc també durant el desenvolupament de l’os i el cartílag. El model es va caracteritzar extensament amb cèl•lules ostoprogenitores MC3T3-E1 que es diferenciaren amb inducció química. A més a més, es va demostrar que l’ambient tridimensional podia promoure l’expressió espontània de marcadors osteogènics. Degut a les interessants propietats del sistema, el mateix model es va utilitzar per induir la diferenciació condrogènica de fibroblastos dermals humans. Aquests tipus cel•lular no ha estat gaire explorat en l’àmbit de l’enginyeria de teixits, malgrat que ofereix un gran potencial en teràpia regenerativa. Aquest treball proporciona proves de la capacitat condrogènica d’aquestes cèl•lules en el sistema tridimensional prèviament desenvolupat. / La biomimètica o biomimetismo son términos que simbolizan el concepto “aprender de la naturaleza”, es decir, aprender de sus sistemas, procesos y modelos, y utilizarlos como fuente de inspiración para solucionar problemas del hombre. El biomimetismo es actualmente un concepto recurrente en el área de ingeniería de tejidos y de este surgen ideas para obtener plataformas más elegantes y sofisticadas que puedan mimetizar mejor las interacciones entre las células y su ambiente. La presente tesis se centra en desarrollar modelos, tanto en dos como en tres dimensiones, mediante la recreación de uno o más factores que caracterizan el ambiente natural de la célula y que tienen su rol importante en el comportamiento celular. Se conoce que tanto las propiedades químicas como mecánicas de la matriz extracelular influyen en las funciones celulares. Debido a esto, se diseñó un nuevo film polimérico que pudiera combinar un hidrogel, con propiedades mecánicas variables, con un monómero reactivo, capaz de inmovilizar biomoléculas. Debido a la complejidad del polímero diseñado, fue necesario recurrir a una técnica de polimerización superficial muy versátil como es la deposición química iniciada en fase vapor (más conocida por su acrónimo en inglés iCVD). Los polímeros fueron ampliamente caracterizados y se corroboró que podían ser modificados con pequeñas biomoléculas como péptidos señalizadores. Las superficies resultantes son bioactivas y permiten la adhesión de células endoteliales. Se obtuvieron otro tipo de superficies biomiméticas relevantes en el ámbito de la ingeniería de tejidos de hueso, a partir de una hidroxiapatita sintetizada por el método sol-gel sumergiéndolas en diferentes medios fisiológicos. La disolución y posterior reprecipitación de los iones proporcionan una capa de apatita con una composición similar a la que se encuentra in vivo. Los experimentos evidencian la importancia de partir de un material relativamente soluble. Precisamente debido a esto la hidroxiapatita pura no es capaz de inducir la precipitación de esta apatita biomimética in vitro. Varios investigadores han relacionado la capacidad de formar apatita con la bioactividad del material, entendiendo bioactividad como la habilidad de estos materiales de promover la unión con el hueso. De todos modos, en ingeniería de tejidos, es necesario un ambiente tridimensional para generar un tejido artificial. Se ha desarrollado un nuevo modelo basado en el uso de un gel blando para obtener tejido duro como el del hueso. Aunque estos conceptos pueden parecer contradictorios, las células adquieren la habilidad de estirarse rápidamente y de formar una densa red celular dentro de este gel tan poco restrictivo desde un punto de vista mecánico. La consiguiente contracción del sistema acaba formando un constructo mucho más pequeño y resistente. Este es un sistema biomimético ya que promueve una gran interacción celular y también la condensación de las células, eventos que también ocurren durante el desarrollo de hueso y cartílago. El modelo se caracterizó extensamente con células osteoprogenitoras MC3T3-E1 que se diferenciaron bajo inducción química. Además, se demostró que el microambiente tridimensional podía promover la expresión espontánea de marcadores osteogénicos. Debido a las interesantes propiedades del sistema, el mismo modelo se usó para inducir la diferenciación condrogénica de fibroblastos dermales humanos. Este tipo celular no ha sido demasiado explorado en ingeniería de tejidos, a pesar de que puede tener un gran potencial en terapia regenerativa. Este trabajo proporciona pruebas de la capacidad condrogénica de estas células en el sistema tridimensional previamente desarrollado. / Biomimetics or biomimicry are terms that imply “learning from nature”, from its systems, processes and models, in order to use nature as inspiration to solve human problems. In tissue engineering, biomimetics is nowadays a recurrent term and a source of ideas to obtain more elegant and sophisticated platforms that could better mimic the interactions between cells and their environment. This thesis is focused on developing models both in two- and three-dimensions by recreation of one or more factors of the cell natural environment that are known to play an important role in cell behavior. Since both the chemical and mechanical properties of the extracellular matrix are known to effectively influence cell function, an innovative polymeric thin film was designed combining a hydrogel with tunable mechanical properties and a reactive molecule, capable to immobilize biomolecules. Due to the complexity of the polymers, a versatile technique such as initiated chemical vapor deposition (iCVD) was required for the synthesis. Extensive characterization revealed that nanostructured hydrogels were obtained and that small biomolecules, such as signaling peptides, could be attached on the surface. The final surfaces are bioactive and support endothelial cell attachment. Relevant biomimetic surfaces for bone tissue engineering could also be obtained from a sol-gel synthesized hydroxyapatite after immersion in different physiological media. The dissolution and posterior reprecipitation of the ions rendered a final apatite layer with a composition similar to that found in vivo. The experiments evidenced the importance of starting from a rather soluble material and, thus, pure hydroxyapatite was not able to promote apatite precipitation in vitro. This capacity has been related to the material bioactivity by many researchers in terms of its ability to bond to bone in tissue engineering applications. However, for tissue engineering a three-dimensional environment is required to build tissue-like constructs. A new model was developed based on the use of a very soft gel to obtain hard tissue. Although the concepts might seem to work in opposite directions, cells gain the ability to rapidly elongate and form a dense cellular network within this unrestrictive environment. Subsequent contraction of the whole system rendered a smaller and stronger final tissue-like construct. This system was considered biomimetic as it promotes high cell-cell interaction and cellular condensation, which are events that occur in bone and cartilage development. This system was extensively characterized with osteoprogenitor MC3T3-E1 cells that could undergo full osteogenic differentiation under chemical induction. More interestingly, the three-dimensional microenvironment was also able to promote by itself spontaneous expression of bone-related markers. Due to the interesting properties of this system, the same model was used to induce chondrogenic differentiation of human dermal fibroblasts. This cell type has been poorly explored for tissue engineering applications, but it might have great potential in future therapeutic platforms. This work provides proof of concept of chondrogenic potential of these cells in this three-dimensional system.