Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero Forestal / Primero que todo quisiera agradecer a todas aquellas personas que participaron de este proceso, sino hubiese sido por su apoyo y buenas vibras esto no sería tan confortante. Agradecer en primera instancia a mis padres Julio y Myrna, que me han entregado todo su amor y apoyo. Si no fuese por cada uno de sus esfuerzos y enseñanzas yo no sería el hombre que soy hoy en día. También a mis hermanos César y Eduardo, que constantemente preguntaron cómo iba con respecto al documento y a pesar de pelear una que otra vez ustedes son parte importante de mi vida y por eso muchas gracias por todos los buenos momentos. A mis profesores guías y consejeros por cada una de las observaciones, discusiones y aclaraciones para poder mejorar el documento aquí presentado. En especial a Paulette I. Naulin, que para mí ha sido más que una docente, ha sido una consejera de la vida y una segunda madre. Gracias por todos los comentarios, observaciones, cateteos y empujoncitos que me has dado a lo largo de todo este proceso. Y también gracias por demostrarme a mí que no hay imposibles en la vida, solo gente imposible de ver que es capaz de mucho más. Por todo eso y más muchas gracias.

Trabajo de Investigación Requisito para optar al Título de Cirujano Dentista / ANTECEDENTES: El envejecimiento de un organismo trae consigo diversas repercusiones a nivel sistémico, entre ellas, la disminución de la capacidad reparativa de los tejidos. En el tejido conectivo sano, los fibroblastos se encuentran en estado de reposo y presentan una baja actividad mitótica y biosintética, sin embargo, al producirse una injuria son capaces de incrementar su tasa proliferativa para participar de la respuesta reparativa. En una herida aguda, los factores de crecimiento y quimioquinas liberadas por las plaquetas estimulan directamente a los fibroblastos residentes, un ejemplo de esto, es la acción mitogénica que tiene el factor de crecimiento derivado de las plaquetas sobre los fibroblastos. El suero sanguíneo contiene una gran variedad de estos factores de crecimiento capaces de inducir la proliferación, sin embargo, no se conoce el efecto del envejecimiento sobre este proceso. OBJETIVO: Cuantificar la proliferación de fibroblastos gingivales humanos jóvenes incubados con suero sanguíneo de 3 grupos: “jóvenes” (18-22 años), “mediana edad” (30-48 años) y “envejecidos” (50-65 años) mediante inmunofluorescencia para Ki-67 y citometría de flujo para síntesis de ADN. Evaluar las concentraciones de factor de crecimiento derivado de plaquetas presentes en los sueros de los distintos grupos mediante ensayo ELISA. RESULTADOS: En este trabajo logramos determinar un aumento de la proliferación de los fibroblastos gingivales al ser incubados con suero de voluntarios jóvenes, no así al ser incubados con suero de voluntarios de mediana edad o envejecidos. Esto se evaluó por medio de marcaje para Ki-67 en el núcleo y por síntesis de ADN evaluado por citometría de flujo. Además, los niveles del factor de crecimiento derivado de plaquetas fueron significativamente mayores en el suero proveniente de donante joven versus el suero proveniente de donante envejecido. CONCLUSIÓN: El suero de voluntarios de una mediana edad en adelante, produce una disminución en la proliferación de fibroblastos gingivales humanos. Tanto la proliferación en células incubadas con suero de voluntarios envejecidos como los niveles de factor de crecimiento derivado de plaquetas disminuyen con la edad. / Adscrito a Proyecto FONDECYT 111400064 "Crosstalk between gingival fibroblast and macrophages in wound healing during aging" (MC)

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

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

Tesis Magister en Ciencias Odontológicas con Mención en Periodontologia / En el presente estudio de cohorte concurrente se reclutaron 11 pacientes fumadores y 12 pacientes no fumadores con periodontitis. Se registró el nivel de inserción clínica (NIC), profundidad al sondaje (PS), sangramiento al sondaje (SS), placa bacteriana (PB) en todos los pacientes. Los pacientes fueron tratados mediante terapia periodontal no quirúrgica en una sola sesión y se tomarán muestras de fluído crevicular gingival (FCG) a los tiempos 0, 7, 14, 30 y 90 días post tratamiento con el fin de evaluar los niveles de TNF-a durante las diferentes etapas de la reparación periodontal. Los niveles de TNF-a fueron evaluados mediante un ensayo de ELISA en las muestras eluidas desde el FCG. En los pacientes no fumadores se observó una reducción significativa en la PS de 0,96 mm mientras que este valor fue de 0,56 mm en los fumadores con una diferencia entre los grupos de 0,4 mm. En los pacientes no fumadores la ganancia de NIC fue de 0,25 mm mientras que en los fumadores fue de 0,17 mm, con una diferencia entre los grupos de 0,08 mm. La reducción de sitios con PB en los pacientes no fumadores fue de 52,8%, mientras que en los pacientes fumadores fue de 26,3%, con una diferencia entre los grupos de 26,5%. La reducción del sangrado al sondaje en pacientes no fumadores fue de 31,9% mientras que en fumadores fue de 15,1%, con una diferencia entre los grupos de 16,8%. Las mediciones iniciales de TNF-a en el FGC mostraron un valor promedio de 364,83 pg/mL en no fumadores y 1370,33 pg/mL en fumadores. Se observó una reducción significativa en el promedio de esa concentración a lo largo del estudio siendo estas concentraciones similares para ambos grupos. Los resultados del presente estudio permiten concluir que el peor control de placa bacteriana y la exposición al humo de tabaco podrían explicar la menor capacidad de cicatrización periodontal en pacientes fumadores.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Química. Ingeniero Civil Químico / Uno de los mayores desafíos para la ingeniería de tejidos óseos es el desarrollo de estructuras que puedan promover la formación de hueso y estimular la formación de nuevos vasos sanguíneos (angiogénesis). El biovidrio es un material prometedor en el área de regeneración ósea y corresponde a un vidrio cerámico que puede ser dopado con distintos elementos, permitiendo otorgarle nuevas funcionalidades. En particular se destacan los iones metálicos terapéuticos, tales como el cobalto, debido a su capacidad de mejorar la angiogénesis. Esta tesis pretende desarrollar vidrios dopados con cobalto mediante el método sol-gel y estudiar los efectos que tiene la incorporación de este ión en las propiedades finales del material. Se sintetizaron mediante 2 métodos sol-gel distintos vidrios bioactivos ternarios (60SiO2-36CaO-4P2O5 %mol) dopados con 1, 2 y 4%mol de CoO, buscando obtener micro y nanopartículas (método 1 y 2 respectivamente). El área específica, la nanotopografía y el rol del cobalto en la estructura, ya sea como óxido intermediario o modificador de red, de los materiales obtenidos dependen del método de síntesis. Todos presentaron una disminución de la bioactividad al incorporar cobalto, pero las micropartículas presentaron mejores propiedades de liberación de cobalto. Así también, las micropartículas presentaron mejores resultados de viabilidad celular en comparación con las nanopartículas, asociado a las mayores áreas superficiales y mayor liberación de calcio de estas últimas. Por otro lado, todos los materiales presentaron una capacidad alcalinizadora que afectó negativamente tanto a las células SaOS-2 como Ea.HY, durante los ensayos de citocompatibilidad y migración. Se prepararon mediante fundido compósitos de PDLLA con un 10% en peso de vidrios sintetizados por el método 1. Después de 28 días de inmersión en SBF no se observó la formación de apatita mediante SEM o DRX, pero el análisis EDS indica una razón Ca/P relacionada a esta fase mineral. Además, la incorporación de vidrio en una matriz polimérica permitió regular la liberación de iones, mitigando los efectos alcalinizadores. Los compósitos con biovidrios dopados con cobalto presentaron mayores migraciones que el compósito con vidrio ternario, pero faltan estudios de los factores angiogénicos para determinar el efecto terapéutico del cobalto. Los efectos del dopaje con cobalto y la incorporación de estos vidrios en matrices poliméricas descritos en este trabajo proporcionan información importante a la hora de decidir el uso de estos materiales en ingeniería de tejidos y regeneración ósea.

Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero Forestal / En Chile existen aproximadamente 1,4 millones de hectáreas de renovales de Roble (Nothofagus obliqua), Raulí (N. alpina) y Coigüe (N. dombeyi) o combinaciones de estas especies. La mayoría de estos renovales se encuentran con algún grado de degradación o con cierto nivel de intervención, producto de la actividad agrícola, ganadera y leñera. Esta es una de las razones para establecer criterios de manejo sustentable. El presente estudio tiene como objetivo general “Determinar la tasa de crecimiento de los últimos 10 años, en diferentes renovales dominados por Nothofagus obliqua, orientados a uso productivo en la Comuna de Curacautín, Región de la Araucanía”. El estudio consistió en identificar nueve rodales correspondientes al Tipo Forestal Roble-Raulí-Coigüe, Subtipo renoval y bosque secundario puro, con potencial productivo en la Comuna de Curacautín. En cada uno de los rodales se instalaron tres parcelas de muestreo para su caracterización, cada una de 1.000 m2. En cada parcela se extrajeron tarugos a la altura del DAP (diámetro a la altura del pecho) con el fin de estimar las tasas de crecimiento en DAP, área basal y volumen de cada rodal, entre los años 2001 y 2010. Para comparar y analizar los resultados se aplicó una prueba t de Student de muestras pareadas, con el objetivo de determinar para cada rodal si existen diferencias significativas en las tasas de crecimiento entre los años.

Memoria para optar al Título Profesional de Ingeniero Forestal / Castor canadensis (castor americano) fue introducido en el sector argentino de Tierra del Fuego en 1946 y se ha expandido hacia el territorio chileno, ocasionando graves daños en ecosistemas fluviales y bosques ribereños. El castor construye represas a partir del material arbóreo de Nothofagus, principalmente de Nothofagus pumilio (lenga). Luego que el castor abandona la represa, el ecosistema boscoso se transforma en una pradera abierta, que presenta una alta variedad de sustratos, los que pueden servir de micrositios para la escasa germinación de semillas y posterior establecimiento de plantas de regeneración arbórea. El objetivo de este estudio es analizar el establecimiento de plantas de regeneración de lenga respecto a micrositios en pradera de castorera abandonada y bosque no afectado por castor. La investigación se desarrolló en una pradera formada por el abandono de la castorera por parte del castor, en el sector de Vicuña, Tierra del Fuego (54º8’S, 68º42’O). La castorera se encuentra rodeada por un bosque de lenga coetáneo (390 árboles/ha, 93,5 m2/ha).

Memoria para optar al título profesional de: Ingeniero en Recursos Naturales Renovables / El belloto del norte (Beilschmiediea miersii (Gay) Kosterm) es un árbol endémico de la zona central de Chile, en categoría de conservación vulnerable. La sequía, su principal amenaza, impide su regeneración debido a sus altos requerimientos hídricos, por lo que sus poblaciones se encuentran fragmentadas y limitadas a quebradas de la Cordillera de la Costa. De acuerdo con antecedentes disponibles, es posible que en tales sitios la humedad del sustrato esté mediada por la hojarasca, capaz de reducir la evaporación del suelo. Se evaluó la germinación de semillas, y la supervivencia y el crecimiento inicial de plantas de regeneración1 , bajo dos niveles de disponibilidad hídrica (alta y baja), y tres niveles de profundidad de hojarasca (0, 5 y 12 cm), en tres sitios de distinta cobertura y estructura arbórea de la Quebrada del Árbol (R.M.): un bosque denso de B. miersii, un sector de matorral esclerófilo, y un sitio representativo del ecotono entre ambos. En abril de 2013, se instalaron 24 parcelas en cada uno, todas ellas con 30 semillas. A cada parcela se le asignó un tratamiento, que fue replicado cuatro veces por sitio. Las parcelas con disponibilidad hídrica alta fueron regadas durante un año, mientras que aquellas con disponibilidad hídrica baja no fueron regadas. El porcentaje de germinación se evaluó en octubre (luego de 180 días aproximadamente), y el de supervivencia, en abril (luego de un año). El crecimiento inicial se evaluó solamente en el bosque denso, dada la escasa supervivencia en los otros sitios. La disponibilidad hídrica afectó positivamente el porcentaje de germinación de semillas solamente en el bosque de B. miersii, es decir, el sitio con mayor cobertura arbórea, mientras que en ningún sitio afectó la supervivencia. En todos los sitios, la presencia de hojarasca produjo un aumento de la germinación y supervivencia, al proteger contra la desecación y depredación, sin importar su profundidad (5 ó 12 cm). En ningún caso hubo interacción entre la disponibilidad hídrica y la profundidad de hojarasca. El crecimiento de raíces en relación con los tejidos superficiales de las plantas de regeneración, parece aumentar conforme la disponibilidad hídrica es menor, mientras que ocurre lo contrario cuando la radiación solar es obstruida por la hojarasca. Ello sugiere que el crecimiento de los distintos tejidos se rige por los recursos más limitantes (en este caso agua y luz), mostrando un comportamiento acorde a la teoría de optimización de recursos. / Beilschmiedia miersii (Gay) Kosterm is an endemic and vulnerable tree species of central Chile. Because of its high water requirements, it is thought that drought hinders its regeneration, fragmenting its populations and restricting them to ravines of the Coastal Mountain Range. In such sites, water availability might be regulated by litter, which can reduce soil evaporation rates. Survivorship and early growth of seedlings was evaluated under to two levels of water availability (high and low) and three litter depths (0, 5 and 12 cm), on three sites with different canopy cover and forest structure. 24 plots with 30 seeds (experimental units) were set up on each site, where every treatment was replicated four times. High water availability increased germination in the most shaded site, while it didn´t affected survivorship. At both depths (5 and 12 cm), leaf litter coverage caused an increase on seed germination and survivorship rates, by protecting seeds against desiccation and predation. No interaction was found between water availability and litter. Initial growth of roots and above-ground tissues seems to be guided by the limiting resources water and solar radiation, suggesting that the root-shoot ratio in the seedlings of B. miersii would respond according to the optimal partitioning theory.