Memoria para optar al Título Profesional de Químico / El copolímero en bloque de estireno-etileno-butileno-estireno (SEBS) se caracteriza, entre otros aspectos, por ser un elastómero dieléctrico (ED). Los EDs se han empleado en el desarrollo de dispositivos capaces de imitar el comportamiento de músculos y estructuras biológicas. Estos dispositivos en base de ED, conocidos como actuadores, son capaces de exhibir cambio de forma como respuesta a una descarga eléctrica. Para que estos actuadores puedan exhibir eficientemente este cambio de forma, los ED que los constituyen deben ser flexibles y tener alta constante dieléctrica. En esta tesis se estudió el uso de nanopartículas del tipo perovskita de alta constante dieléctrica como material de relleno en SEBS y su influencia sobre las propiedades dieléctricas y mecánicas de los nanocompositos resultantes. Las nanopartículas utilizadas fueron titanato de bario (BaTiO3), titanato de estroncio (SrTiO3) o titanato de bario y estroncio (BaTiO3-SrTiO3). Asimismo, se preparó SEBS injertado con ácido itacónico (SEBS-g-AI), alcanzando un porcentaje de injerto de ácido itacónico (AI) de 2.06 % en peso. Se empleó SEBS-g-AI para facilitar la dispersión homogénea de nanopartículas tipo perovskita en la matriz del SEBS. Asimismo, se evaluó el uso de dioctilftalato, dioctilsebacato y trifenilfosfato como plastificantes de SEBS para modular las propiedades mecánicas de los nanocompositos. El uso de dioctilftalato como plastificante permitió prevenir el aumento drástico de la rigidez promovido por el uso de las nanopartículas del tipo perovskita. Por ejemplo, el nanocomposito que contiene 20 phr (partes por 100 de polímero) de dioctiftalato y 10 phr de nanopartículas de SrTiO3 presentó menor rigidez que el SEBS, donde el módulo de Young disminuyó 11%. El módulo de Young del nanocomposito con 30 phr de BaTiO3 aumentó 35 % comparado con SEBS sin afectar la elongación a la rotura del composito. Por otro lado, la adición de nanopartículas del tipo perovskita al SEBS promovió cambios discretos de las propiedades dieléctricas. Se observó que la adición de 30 phr de BaTiO3-SrTiO3 aumentó en 19 % la constante dieléctrica y en 2.6 % la pérdida dieléctrica del nanocomposito comparado con SEBS / The styrene-ethylene-butylene-styrene block copolymer (SEBS) is characterized, among other aspects, as being a dielectric elastomer (ED). The EDs have been used in the development of devices capable of imitating the behavior of muscles and biological structures. These ED-based devices, known as actuators, are capable of exhibiting shape change in response to an applied electric current. In order for these actuators to efficiently exhibit this shape change, the EDs that constitute them must be flexible and have a high dielectric constant. In this thesis different perovskite-type nanoparticles of high dielectric constants were used as filler materials in SEBS and their influence on the dielectric and mechanical properties of the resulting nanocomposites was studied. The nanoparticles used were barium titanate (BaTiO3), strontium titanate (SrTiO3) or barium and strontium titanate (BaTiO3-SrTiO3). Likewise, SEBS grafted with itaconic acid (SEBS-g-AI) was prepared, reaching a maximum of 2.06 % by weight of grafted itaconic acid (IA). SEBS-g-AI was used to facilitate the homogeneous dispersion of perovskite type nanoparticles in the SEBS matrix. Likewise, the use of dioctyl phthalate, dioctylsebacate and triphenyl phosphate as plasticizers for SEBS was evaluated to modulate the mechanical properties of the nanocomposites. The use of dioctylphthalate as plasticizer allowed to prevent the drastic increase of rigidity of the SEBS promoted by the use of the perovskite type nanoparticles. The nanocomposite containing 20 phr (parts per 100 polymer) of dioctiftalate and 10 phr of SrTiO3 nanoparticles presented lower stiffness than SEBS, where the Young's modulus decreased by 11%. However, the Young's modulus of the nanocomposite with 30 phr of BaTiO3, increased by 35% compared with that of SEBS but without affecting the elongation at breakage of the composite

Magíster en Ciencias, Mención Física / La fabricación y posicionamiento de nanopartículas de tamaño y composición ajustable resulta interesante debido a las propiedades que surgen producto del confinamiento en bajas dimensiones. Para acceder a ellas es necesario reemplazar los dispositivos electrónicos macroscópicos típicos por equivalentes nanométricos. En este campo, uno de los mayores retos es elaborar un esquema de medición que permita estudiar el transporte de cargas a través de una nanopartícula individual. Con tal de contactar las nanopartículas a los electrodos en este nuevo esquema, es necesario conocer tanto las propiedades de ambos como sus interacciones. Dado el tamaño reducido de las nanopartículas, resulta fundamental el poder fabricar electrodos nano-espaciados. En esta tesis se realizaron caracterizaciones eléctricas de dos tipos de nanopartículas: análogas al azul Prusiano (PBA por su sigla en ingles) y a base de hierro. Dichas nanopartículas fueron depositadas sobre muestras de electrodos nano-espaciados fabricados mediante la técnica de enmascaramiento con óxido de cromo. Se concluyó que estos dispositivos son una plataforma confiable para un amplio rango de temperaturas ($4$-$300$ K). Más aún, se pudo establecer que son compatibles tanto con técnicas actualmente disponibles como drop-casting, como con nuevas técnicas como la deposición directa de clústeres generados por pulverización catódica con magnetrón. La caracterización eléctrica de las nanopartículas de \ce{CoFe} PBA depositadas por \textit{drop-casting}, permitió demostrar que es posible atraparlas y estudiar sus curvas corriente-voltaje usando los dispositivos fabricados. Sin embargo, los datos obtenidos a bajas temperaturas no permitieron esclarecer el mecanismo involucrado en el transporte eléctrico. En este sentido es importante mencionar que se observaron dos comportamientos: Un primer grupo de dispositivos que no mostró evidencia de ser afectado por el láser ($640$ nm) y que presentó un \textit{Coulomb gap}, sugiriendo transporte individual de electrones; y un segundo grupo en el que si se evidenció un efecto tras la irradiación, que no se presenta \textit{Coulomb gap}, y cuya dependencia en temperatura de la resistencia se desvió fuertemente de la ecuación de Arrhenius ($\log(R) \propto T^{-1}$). En el caso de las nanopartículas a base de hierro, se consideró un nuevo esquema de fabricación y depósito de éstas, utilizando pulverización catódica. Mediciones a temperatura ambiente indicaron que las nanopartículas habían sido atrapadas entre los electrodos tras depositarlas. Las mediciones a baja temperatura mostraron una disminución en la resistencia medida y la aparición de un \textit{Coulomb gap}, lo que sugiere transporte individual de electrones. Usando teoría ortodoxa, y la aproximación de condensador de placas paralelas, fue posible estimar que el tamaño del punto de contacto entre la nanopartícula y los electrodos estaba en el rango de $1$ a $2$ nm, lo cual tiene sentido dado el tamaño de las primeras. / Este trabajo ha sido financiado a través de los Proyectos Fondecyt 1140770 y DAFNEOX

Memoria para optar al título de químico farmacéutico / Las emulsiones son sistemas termodinámicamente inestables, debido al exceso de energía libre asociada al aumento de superficie durante la formación de los glóbulos de la fase interna, estos tienden a la coalescencia lo que ocasionará finalmente la separación del sistema. Para prolongar la estabilidad física de las emulsiones se utilizan diferentes sistemas, entre estos se ha estudiado el uso de nanopartículas (NPs). Por otra parte, las NPs pueden actuar como vehículo de flavonoides y otorgar un mejor rendimiento en términos de actividad antioxidante. El objetivo de este trabajo fue estudiar la capacidad de las nanopartículas mesoporosas de sílice con la superficie modificada con grupo amino, para estabilizar físicamente una emulsión. Además de evaluar de manera preliminar su capacidad de otorgar estabilidad química a la emulsión cuando se adsorbe un flavonoide en su superficie. Para realizar lo anterior, se sintetizaron nanopartículas mesoporosas de sílice superficialmente modificadas con grupo amino. Mediante experimentos tipo Batch, se obtuvieron nanopartículas con morina adsorbida, las cuales fueron caracterizadas midiendo el tamaño, distribución y potencial zeta. Para evaluar la capacidad de las nanopartículas para estabilizar emulsiones, se prepararon emulsiones con y sin tensoactivos a diferentes concentraciones, comparando la distribución y el tamaño de glóbulo obtenido respectivamente, y la estabilidad de las fracciones emulsificadas. Para evaluar la capacidad de otorgar mayor estabilidad química a una emulsión con vitamina E, estas se sometieron a una degradación forzada con peróxido de hidrógeno, para posteriormente ser cuantificada mediante HPLC. Los resultados mostraron que no se logra una estabilidad razonable al utilizar únicamente nanopartículas mesoporosas superficialmente modificadas con grupo amino como emulgente. Se logra un efecto sinérgico en la estabilización de un sistema bifásico, al utilizar tensoactivos y nanopartículas, a una concentración apropiada que permite la formación de una monocapa alrededor de la superficie de las nanopartículas. El estudio preliminar para evaluar la capacidad de otorgar estabilidad química a una emulsión reveló resultados promisorios dado que muestran un efecto protector frente a la degradación de la vitamina E contenida en el glóbulo

Memoria para optar al título de Químico Farmacéutico / Los exosomas son vesículas extracelulares de tamaño nanométrico involucradas en la comunicación celular. El desarrollo de “nanovehículos”, como los exosomas, es una innovadora estrategia para optimizar la entrega de fármacos a un determinado sitio de acción. Por otro lado, las nanopartículas de oro (AuNPs) son candidatos interesantes para su aplicación en biomedicina debido a sus múltiples propiedades fisicoquímicas que le permiten ser empleadas para terapia y diagnóstico. En estudios anteriores se ha observado que los exosomas provenientes de las células B16F10 presentan una acumulación preferente a nivel pulmonar. A partir de esto, estas nanovesículas podrían utilizarse para direccionar de manera selectiva compuestos bioactivos tales como las nanopartículas de oro (AuNPs). Por lo tanto, la hipótesis de este trabajo plantea que es posible aislar exosomas que contienen nanopartículas de oro funcionalizadas a partir del sobrenadante de la línea celular B16F10. Para llevar a cabo lo anterior, el objetivo de este trabajo fue desarrollar una estrategia para incorporar las AuNPs al interior de los exosomas, y con esto mejorar la entrega terapéutica de éstas. Para esto, se desarrollaron AuNPs conjugadas con ácido fólico o el péptido R7CLPFFD y luego éstas se incubaron con el cultivo celular de B16F10. Posteriormente, se aislaron las nanovesículas por dos métodos: ultracentrifugación y utilizando el kit comercial Exospin®. Ambas muestras obtenidas se caracterizaron por dynamic light scattering, potencial zeta, microscopía electrónica de transmisión y western blotting. Posteriormente, se evaluó la presencia de oro en las muestras de exosomas aislados a través de espectrofotometría UV-visible y activación neutrónica. Como resultado de la estrategia propuesta se obtuvieron exosomas que contienen nanopartículas de oro desde el sobrenadante de la línea celular B16F10. Finalmente, se espera que este nanosistema pueda ser utilizado para la entrega selectiva de principios activos hacia el pulmón / Exosomes are nanometric extracellular vesicles involved in cell communication. The development of “nanovehicles”, such as the exosomes, is an innovative strategy to optimize the drug delivery to specific action sites. On another hand, gold nanoparticles (AuNPs) are interesting candidate for biomedical applications due to its physicochemical properties that allow them to be used for therapy and diagnosis. Previous studies have shown that isolated exosomes from B16F10 cells are accumulated preferentially in the lungs. Consequently, this nanovesicles could be used for the selective delivery of bioactive compounds such as the gold nanoparticles (AuNPs). Therefore, the hypothesis of this work suggests that it is possible to isolate exosomes containing functionalized gold nanoparticles from the supernatant of the B16F10 cell line. From the above, the goal of this project was developed a strategy for the incorporation of gold nanoparticles (AuNPs) into exosomes that permitting improve the drug delivery of them. For this, we developed functionalized AuNPs with folic acid or R7CLPFFD peptide and later those AuNPs were incubated with B16F10 cell culture. Then, we isolated the nanovesicles by two methods: ultracentrifugation and using the Exospin® kit. Both samples were characterized by dynamic light scattering, zeta potential, transmission electronic microscopy and western blotting. Later, we evaluated the presence of gold in the isolated exosomes samples by UV-visible spectrophotometry and neutronic activation. As result of the proposed strategy, we isolated exosomes containing gold nanoparticles from the B16F10 culture supernatants. Finally, we expect that this nanosystem could be used for the selective delivery of active compounds to the lungs

Tesis presentada a la Universidad de Chile para optar al grado de Doctor en Nutrición y Alimentos / Las propiedades fisicoquímicas únicas de las nanoestructuras permiten la generación de nuevos materiales, con versatilidad de aplicaciones y rendimientos mejorados. La aplicación de nanotecnología en producción de alimentos incluye el desarrollo de ingredientes nanométricos, de sistemas de administración de compuestos bioactivos y de envasado innovadores. Las nanopartículas (NPs) de carácter orgánico pueden ser elaboradas por el método de gelificación iónica (GI), y por Atomización Criogénica en Nitrógeno Líquido (Spray Freeze Dispertion; SFD) con el propósito de aumentar la carga de de activos hidrofóbicos. El presente trabajo tuvo por objetivo la fabricación y caracterización de NPs Quitosano-Timol, mediante dos métodos; GI y SFD, y su incorporación en películas de Quitosano-Proteína de Quínoa (Q-PQ), de manera de generar un bionanocompósito para ser utilizado como envase primario comestible de frutillas frescas. Las NPs generadas por GI mostraron una morfología esférica, con tamaño de 293 + 36,9 nm, potencial zeta de 47,8 + 2,8 mV y predominio de estructura amorfa, mientras que las generadas por SFD son irregulares, altamente porosas, con tamaño de 288 + 7,17, un menor potencial zeta de 19,6 + 1,43, también con predominio de estructura amorfa. En relación a la capacidad antimicrobiana se observó en ambos tipos de NPs un mayor efecto inhibitorio sobre Salmonella typhimurium (~3 veces mayor al control), mientras que en Staphylococcus aureus el mayor efecto inhibitorio lo obtuvo la aplicación de NPs generadas por SFD (~1,8 veces más que el control). Con respecto a la capacidad antifúngica sobre Botrytis cinerea ambos tipos de NPs lograron un 100 % de inhibición del desarrollo miceliar del hongo con diluciones de hasta un 10 % para el caso de NPs QT generadas por GI y de 25 % para el caso de NPs QT generadas por SFD. Salvo en una formulación, la incorporación de 1 y 5 % de NPs no afecta las propiedades mecánicas de las películas, y permiten una mejora en los valores de PVA de hasta un 18,5 %. Por último, fue posible desarrollar recubrimientos comestibles biodegradables que permiten una mejora significativa respecto al control en parámetros de vida útil como pérdida de peso y recuento de hongos y levaduras, sin alterar la firmeza ni las características organolépticas de las mismas

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Recursos y Medio Ambiente Hídrico. Ingeniero Civil / El objetivo principal de este trabajo fue realizar un estudio experimental para evaluar el rendimiento de nuevas membranas de osmosis inversa modificadas con nanopartículas de cobre (CuO, CuCl2, Cu(s)) y titania (TiO2) en la desalinización de agua. Se diseñó e implementó una planta piloto capaz de realizar una filtración de flujo cruzado para determinar el caudal de agua permeada a través de un área de membrana, definido como flux, y el porcentaje de rechazo de estas. Para ello se sintetizaron membranas Thin Film Composite (TFC) a las cuales se les adicionaron las nanopartículas durante la polimerización interfacial, a diferencia de otros métodos de modificación por inmersión. Estas membranas fueron caracterizadas mediante microscopía de fuerza atómica (AFM) para determinar la rugosidad, espectroscopía de energía dispersa por rayos X (EDX) para determinar la presencia de las nanopartículas en la membrana, microscopía electrónica de barrido (SEM) para determinar la estructura de la membrana y ángulo de contacto para determinar la hidrofilicidad superficial. Además, se realizaron ensayos biológicos para determinar la capacidad de anti-adhesión y efecto bactericida para la bacteria E.Coli. De estos experimentos se obtuvo que todas las membranas modificadas mejoraron su efecto anti-adhesión, obteniendo resultados hasta un 99 % mejores. En cuanto al efecto biocida, las membranas modificadas con cobre presentaron una mejora significativa, logrando hasta un 80 % más de bacterias muertas que una membrana sin modificar. Se llevaron a cabo experimentos en el Laboratorio de Hidráulica Francisco J. Domínguez de la Universidad de Chile a una presión de 300 psi en todo el sistema, para determinar el rendimiento de una membrana comercial y las membranas sintetizadas en laboratorio, al desalinizar una solución salobre de 1000 ppm de concentración de NaCl. Se obtuvo que las membranas modificadas con CuO y CuCl2 al 1% mejoran el flux permeado con respecto a una membrana sin modificar. Adicionalmente, se obtuvo que la modificación con partículas de CuO al 1 % presentó una mejora del flux con respecto a la membrana comercial. Además, se obtuvo que todas las modificaciones mantuvieron el porcentaje de rechazo de sales por sobre un 94 %. Se realizó un experimento para determinar una posible polarización de la concentración (acumulación de especies iónicas en la membrana), donde se obtuvo que las membranas sintetizadas, a diferencia de la membrana comercial, estaban siendo afectadas por este fenómeno, aumentando la resistencia al paso del agua.

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil Químico / La cantidad de alimentos que se pierden por factores asociados al envasado y la creciente industria frutícola en Chile, han motivado una creciente investigación en el área de envasado activo. Es por ello que, en la presente memoria, se prepararon nanopartículas de grafeno oxidado (GO) con diferente exfoliación, GO sin sonicar, GO sonicado y GO sonicado de alta oxidación, para ser utilizados como relleno en nanocompósitos de polietileno lineal de baja densidad, como potenciales envases activos. El objetivo fue estudiar el efecto de la incorporación de diferentes concentraciones de estas nanopartículas en las propiedades de barrera, mecánicas, térmicas, y antimicrobiales. En las propiedades de barrera al oxígeno, el GO sonicado y el GO de alta oxidación tuvieron efectos positivos en la permeabilidad, disminuyéndola hasta en un 25% para los dos tipos, y aumentándola para el GO sin sonicado. Lo primero se debió al aumento en la tortuosidad, que disminuye la difusión del gas en el del material, y lo segundo a la formación de volúmenes libres. La permeabilidad al vapor de agua de los nanocompósitos presentó mejoras, con una reducción del 28% para el GO sonicado y GO de alta oxidación. Esto fue debido a la tortuosidad generada por el GO, que en parte fue anulada por el carácter hidrofílico del GO, que aumentó la solubilidad de la matriz al agua. El ángulo de contacto de las muestras preparadas no mostró diferencias significativas respecto al blanco, debido al poco impacto superficial del GO. Las propiedades mecánicas también se vieron beneficiadas con la adición de GO, logrando un aumento de hasta un 20% en las muestras con GO sonicado y de alta oxidación con una concentración de 5%, sin disminuir la elongación a la rotura. Esto se debió al grado de dispersión de los GO con mayor exfoliación, que restringió el movimiento de las cadenas poliméricas. La resistencia térmica de los nanocompósitos tuvo leves mejorías debido a la presencia del GO. Sin embargo, estas mejoras no estuvieron relacionadas con el nivel de exfoliación del GO, ya que todas las muestras tuvieron una resistencia en promedio 10 [°C] mayor a la muestra blanca. Las muestras mostraron actividad antimicrobial debido a su capacidad de aplastar y oxidar las células, pero sin mostrar tendencia entre los GO. Como conclusión general se tuvo que el GO mejora las propiedades del polietileno de baja densidad lineal como para poder ser utilizado en envasado de alimentos, siempre y cuando se encuentre exfoliado, oxidado y bien disperso en la matriz polimérica, siendo capaz de presentar mejoras en propiedades de barrera, mecánicas, térmicas y antimicrobiales.

Trabajo de Investigación Requisito para optar al Título de Cirujano Dentista / Los bionanocompósitos son materiales compuestos por cerámicas bioactivas, en forma de nanopartículas y polímeros biodegradables, sintéticos o naturales, que combinan la bioactividad de las nanopartículas con las propiedades de soporte del polímero poroso (andamio), guiando la proliferación celular y el crecimiento del nuevo tejido. El poliuretano (PU) es un polímero sintético que cumple las propiedades de un andamio poroso. En este trabajo se presenta la síntesis de un PU biocompatible, más la preparación de bionanocompósitos a de PU cargadas con nanopartículas de hidorxiapatita (HA), vidrio bioactivo (BG) y vidrio bioactivo mesoporoso (MBG). Evaluando sus propiedades estructurales y bioactivas in vitro, para su potencial aplicación en ingeniería en tejido ósea. Objetivos: Sintetizar y evaluar propiedades bioactivas in vitro de bionanocompósitos a base de nanopartículas cerámicas bioactivas y poliuretano biodegrable. Materiales y Métodos: Se sintetizaron bioceramicas de HA y BG (nHA, MBG, nBG y nMBG) utilizando la técnica Sol-Gel. Los bionanocompósitos se prepararon a base de PU con un contenido de 2,5% y 5% de biocerámicas. Los materiales sintetizados se caracterizaron con difracción de rayos-X (DRX), espectroscopia infrarrojo (FTIR-ATR), pruebas mecánicas de compresión y microscopia electrónica de barrido equipada con microanálisis elemental de energía dispersiva de rayos X (SEM-EDX). La bioactividad de los bionanocompósitos se evaluó por la capacidad de inducir apatita tipo ósea en suero fisiológico simulado (SBF). La formación de apatita fue analizada con DRX, FTIR-ATR y SEM-EDX. Se realizó un ensayo preliminar de proliferación celular mediante el ensayo colorimétrico MTS utilizando células madres provenientes de la pulpa dental (DPSCs). Resultados y discusión: Los bionanocompósitos de PU presentaron un patrón poroso interconectados, con diferentes formas y tamaños (40-300 μm), apropiado para conducir la formación de nuevo tejido. Los bionanocompósitos con nBG presentaron mejor modulo elástico de compresión que PU. Los ensayos en SBF demostraron que bionanocompósitos nBG y nMBG tienen mejores propiedades bioactivas con respecto al andamio de PU y que los bionanocompósitos de MBG y nHA. Adicionalmente, los bionanocompósitos de nBG(5%)/PU y nMBG (5%)/PU no afectaron la viabilidad de células madres de pulpa dental humana. Conclusión: La incorporación de nanopartículas biocerámicas en andamios de poliuretano, permite obtener bionanocompósitos con mejoradas propiedades para inducir la formación de apatita tipo ósea in vitro. Los resultados de este estudio podrían tener consecuencias en el futuro diseño de biomateriales más eficientes, particularmente orientados a acelerar el proceso de regeneración ósea en terapias de ingeniería de tejidos. / Adscrito a Proyecto FONDECYT 1130342

Memoria para optar al título de Ingeniero Civil en Biotecnología / La incrustación (fouling) biológica es una de las mayores causas de daño en membranas para sistemas de purificación de agua por osmosis reversa (OR). La modificación de las membranas mediante la adición de nanopartículas (NPs) metálicas u óxidos, con características antimicrobianas, han demostrado mejorar la resistencia de la membrana al biofouling. Sin embargo, el mecanismo tóxico varía dependiendo del tipo de nanopartícula incorporada. En el caso de las modificaciones con cobre, los mecanismos de acción de las nanopartículas de cobre y su incidencia cuando se encuentran en la membrana modificada aún no son claros. En el presente trabajo se estudiaron los parámetros y mecanismos por los cuales las NPs inducen efectos nocivos, esto mediante un estudio de las vías tóxicas para 3 tipos de membranas con distintas modificaciones con cobre: nanopartículas de cobre elemental (Cu-NPs), nanopartículas de óxido de cobre (CuO-NPs) y un oligómero de cobre formado a partir de sal de cobre (Cu-MPD), todo esto con el objetivo de caracterizar y estudiar los mecanismos biocidas del cobre en estas membranas modificadas, junto a la generación de un modelo que describa la capacidad biocida de las nanopartículas en membranas de osmosis reversa. A partir de la bibliografía revisada se encontró que el efecto tóxico más preponderante de las NPS en membrana corresponde a la disolución de las NPs con liberación de iones, los cuales inducen toxicidad en células al superar una concentración dada. Todos estos efectos están sujetos a características de la nanopartícula como su tipo, tamaño y forma, y también a las condiciones de medio. Este efecto fue estudiado mediante un seguimiento de la cinética de disolución, tanto en suspensión como en membrana. Además, se realizaron pruebas con las membranas en presencia de un cultivo de E. coli, en donde se monitoreó la viabilidad de las bacterias mediante conteo de colonias viables (CFU) y se obtuvieron indicadores para cuantificar el efecto tóxico del cobre. Estos no mostraron diferencias apreciables entre los cobres estudiados, los cuales con capaces de mantener un alto nivel de inhibición (mayor al 90%), incluso luego de alcanzada la fase exponencial de crecimiento del microorganismo. Se obtuvieron cinéticas de primer orden de disolución que varían según el tipo de cobre utilizado. Debido a las diferencias observadas en las cinéticas de disolución, se plantearon 2 modelos para describir la liberación de iones de cobre desde las membranas modificadas. Los modelos obtuvieron una buena correlación con los datos experimentales. El análisis de estos modelos permitió identificar que la carga efectiva de cobre en membrana es uno de los fenómenos más relevantes para caracterizar la eficiencia biocida de las mismas, dado que define la tasa de liberación de iones y el tiempo de vida del cobre en la membrana. Finalmente, a partir del modelo anti-biofouling propuesto, se obtuvo que las membranas de Cu-MPD presentan una ventaja frente a las NPs, dado que alcanzan un poder biocida similar con menor carga de cobre, con un efecto más perdurable en el tiempo. La metodología utilizada puede ser implementada en otros modelos que incluyan el uso de nanopartículas.

Trabajo de Investigación Requisito para optar al Título de Cirujano Dentista / Introducción. Existen múltiples razones por las que a lo largo de la vida de un individuo diferentes cantidades de tejido óseo pueden perderse y generar un defecto. Cuando este defecto es mayor a cierto tamaño, el organismo no es capaz de regenerarlo y puede requerir asistencia externa. El tratamiento más frecuente para los defectos óseos es el autoinjerto, que presenta desventajas y limitaciones en su aplicación, al igual que otras alternativas de tratamiento. La Ingeniería Tisular Ósea (ITO) tiene como objetivo la regeneración de tejidos perdidos que conserven las condiciones morfológicas y fisiológicas del tejido original. Los tres pilares de la ITO son células madre, partículas bioactivas y andamios o scaffolds. En los últimos años, andamios de poliuretano (PU) biodegradable y partículas cerámicas de vidrio bioactivo han mostrado resultados promisorios de viabilidad y diferenciación osteogénica en búsqueda de una combinación que pueda ser aplicada en regeneración ósea in vivo, con células madre mesenquimales. En el último tiempo ha sido demostrado que el manejo a nanoescala de estos materiales da mejores resultados que las actuales alternativas en tamaño micrométrico, sin embargo, la evaluación de la viabilidad, comportamiento de adhesión y diferenciación osteogénica de células madre mesenquimales de pulpa dental en estos materiales no ha sido estudiada. . Objetivo. El objetivo de este trabajo es evaluar en forma preliminar la citocompatibilidad de bionanocompósitos (BNC) de PU cargados con nanopartículas de vidrio bioactivo (nBG), y de su capacidad de diferenciación osteogénica de células madre de la pulpa dental (DPSCs). Material y métodos. Se cultivaron DPSCs de terceros molares incluidos y semi-incluidos, en andamios nanocompósitos de poliuretano (PU) cargados con nanopartículas de nBG, y se evaluó su respuesta celular mediante ensayos de viabilidad cuantitativo (MTS) y cualitativo (AO/PI), adhesión a través de microscopía electrónica de barrido, y el grado de diferenciación osteogénica mediante ensayo cuantitativo (ALP) y cualitativo (NBT/BCIP), que miden el grado de actividad de la enzima fosfatasa alcalina (ALP). Resultados. Andamios nanocompósitos de PU no disminuyeron la viabilidad de DPSCs cultivadas en ellos, medida a diferentes tiempos por MTS. A través del ensayo de AO/PI se observó que DPSCs cultivadas en PU nBG 5% presentó una levemente mayor densidad de células que los otros andamios. Se observó que el comportamiento de adhesión de DPSCs en andamios nanocompósitos fue más íntimo que el de DPSCs en andamios sin nanopartículas. Los ensayos de diferenciación muestran que la adición de nanopartículas a andamios de PU acelera y aumenta el proceso de diferenciación osteogénica de células madre de la pulpa dental. Conclusiones: Andamios nanocompósitos de poliuretano cargados con nanopartículas de vidrio bioactivo son citocompatibles, mejoran la adhesión celular y presentan capacidad para acelerar la diferenciación osteogénica in vitro de células madre de la pulpa dental. Estos materiales aparecen como una alternativa promisoria para su futuro estudio como constructo bioactivo en ITO, especialmente en la reducción de tiempos de tratamiento en regeneración ósea. / Adscrito a Proyecto FONDECYT 1130342