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Estudio de propiedades elásticas de nanofibras adhesivas de diatomeas Nitzschia spp

ANA IRIS PEÑA MALDONADO (2011)

"Se llevó a cabo un estudio de las propiedades elásticas del biopolímero secretado por diatomeas Nitszchia spp. Este biopolímero, conformado por nanofibras adhesivas, es liberado a través de una hendidura presente en la pared celular de sílice (frústula) que presentan las diatomeas, y es utilizado para la adherencia y desplazamiento sobre superficies. El trabajo de esta Tesis inició con el crecimiento celular, seguido de evaluaciones de motilidad de las diatomeas (por medio de microscopía óptica) y de una caracterización morfológica de la frústula (utilizando microscopía electrónica de barrido -MEB- de alta resolución). Asimismo, se estudió en detalle la interacción del biopolímero con partículas micrométricas de plástico, por medio de microscopía óptica, videomicroscopía y MEB en diferentes modos de operación. Una vez confirmada la interacción biopolímero-micropartículas se procedió a analizar las propiedades elásticas de las nanofibras por medio de un sistema de micromanipulación por láser conocido como pinzas ópticas, el cual permite aplicar y ejercer fuerzas del orden de piconewtons así como medir desplazamientos subnanométricos. Se analizaron curvas de fuerza-extensión para 56 nanofibras diferentes, obteniendo parámetros elásticos tales como la longitud de contorno (Lc) y la longitud de persistencia (Lp). Concluimos que las fibras tienen un modulo elástico similar al del plástico o al de moléculas de ADN. El estudio de este biopolímero a través de nuestro sistema resulta novedoso, ya que nos permitió manipular las fibras sin desplegar las proteínas que las conforman, ofreciendo una ventaja respecto a estudios previos realizados con microscopía de fuerza atómica (AFM). Este trabajo es relevante para las áreas tanto de biomateriales como de la biología celular de las diatomeas."

"We conducted a study on the elastic properties of a biopolymer secreted by diatoms Nitszchia spp. This biopolymer, formed by adhesive nanofibers, is released through a slit present in the silica-made cell wall (frustule) of diatoms, and is used during diatom adhesion and movement on surfaces. The work of this thesis began with the growing of cells, followed by evaluations of diatoms motility (using light microscopy) and a morphological characterizationof the frustules (using high-resolution scanning electron microscopy -SEM-). We also studied in detail the interaction of the biopolymer with micron-sized plastic particles using optical microscopy, videomicroscopy and SEM in different modes of operation. Once the interaction biopolymer-microparticles was confirmed, we proceeded to analyzed the elastic properties of the nanofibers by means of a laser-based micromanipulation system known as optical tweezers, which allows the application of forces on the order of piconewtons as well as the measurement of subnanometric displacements. We analyzed force-extension curves for 36 different nanofibers, obtaining elastic parameters such as the contour length (Lc) and the persistence length (Lp). We conclude that the fibers have an elastic modulus similar to plastic or DNA molecules. The study of this biopolymer using our system is novel because it allowed us to manipulate the fibers without unfolding the proteins that constitute them -an advantage over previous studies based on atomic force microscopy (AFM). This work is relevant both for the area of biomaterials as well as for the cell biology of diatoms."

Master thesis

Biomateriales Pinzas ópticas Nanofibras adhesivas Diatomeas CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA FÍSICA

Síntesis y caracterización de un bionanocompuesto a base de quitosano/nanopartículas de Ag-afinina, con potencial actividad farmacológica

Fernando Bedolla Cázares (2015)

Instituto de Investigaciones Químico Biológicas. Maestría en Ciencias Químicas

The present work describes the synthesis of a three component-bionanocomposite in the form of nanofibers which is comprised of: affinin, the major product obtained from Chilcuague or "golden root," which evokes important biological activities as an analgesic, antimicrobial and anti-inflammatory agent; silver nanoparticles (AgNPs) obtained by photo-reduction of a coordination complex between affinin and AgNO3; and chitosan (CTS), a biodegradable and biocompatible biopolymer which has a significant antimicrobial activity and is used as a reducing, dispersant and stabilizing agent in the synthesis of AgNPs. CTS/affinin-AgNPs composite was characterized in the form of thin films and nanofibers obtained through electrospinning process. The characterization results were compared with those of CTS-AgNPs, CTS-affinin and CTS/affinin+AgNPs composites. By means of Field Emission Scanning Electron Microscopy the nanofibers morphology and quality as well as the AgNPs and the photo-reduced complex distribution along the matrix were analyzed. CTS/affinin-AgNPs composite showed better nanofibers quality and it was observed that the complex improves the affinin homogeneous distribution along CTS nanofibers. The proposed bionanocomposite showed an enhanced antibacterial activity compared with all the analyzed combinations, and the evidence of the potentiated antibacterial activity because of the affinin incorporation to CTS and AgNPs is presented. Finally, the polymer nanofibers were alkaline treated to eliminate any possible residual solvent used in their synthesis. This treatment do not eliminate any of the three components of the composite, but it modifies significantly its structure, however, the possibility to test efficacy of the synthetized bionanocomposite is not discarded.

El presente trabajo describe la obtención de un bionanocompuesto en forma de nanofibras el cual está constituido por tres componentes: la afinina, producto mayoritario obtenido de la plata Chilcuague o “raíz de oro”, que posee importante actividad biológica como agente analgésico, antimicrobiano y antiinflamatorio; nanopartículas de plata (AgNPs), obtenidas mediante foto-reducción de un complejo de coordinación formado entre la afinina y AgNO3; y quitosano (CTS), un biopolímero biodegradable y biocompatible que presenta una importante actividad antimicrobiana y que actúa como agente reductor, dispersante y estabilizante en la síntesis de las AgNPs. El compuesto CTS/afinina-AgNPs se caracterizó en forma de películas delgadas, y nanofibras obtenidas mediante el proceso electrospinning. Los resultados de su caracterización fueron comparados con los de los compuestos CTS-AgNPs, CTS-afinina y CTS/afinina+AgNPs. Mediante Microscopía Electrónica de Barrido por Emisión de Campo se analizó la morfología y calidad de las nanofibras obtenidas así como la distribución de las AgNPs y el complejo fotoreducido a lo largo de la matriz. El compuesto CTS/afinina-AgNPs mostró una mejor calidad de nanofibras, y se demuestra que con el complejo se favorece la distribución homogénea de la afinina a lo largo de las nanofibras de CTS. El bionanocompuesto propuesto mostró una actividad antimicrobiana superior respecto de las combinaciones probadas y se evidencia que la presencia de la afinina potencia la actividad antimicrobiana del CTS y las AgNPs. Finalmente las nanofibras poliméricas se sometieron a un tratamiento alcalino para eliminar el disolvente empleado en su generación. Este tratamiento no elimina ninguno de sus componentes, pero modifican considerablemente su estructura, sin embargo, no se descarta la posibilidad de probar la eficacia del bionanocompuesto sintetizado.

Master thesis

BIOLOGÍA Y QUÍMICA IIQB-M-2015-0670 Afinina Complejo metálico Nanofibras Nanopartículas Quitosano

Obtención de micro y nanofibras de alfa tocoferol encapsulado en gelatina por la técnica de electrospinning

MICHELLE P OLGUIN FUENTES (2016)

"En la actualidad existen diversas técnicas innovadoras para la obtención de nanomateriales, que permiten encapsular micro y macronutrientes (Loera Serna, et al., 2012). Dentro de estas técnicas, una de las más novedosas es la denominada electrospinning o electrohilado; Técnica que ha permitido el desarrollo de fibrillas a escala micro o nanométrica con estructuras fibrosas a partir de polímeros sintéticos o de origen natural, siendo estos últimos los de mayor interés para el desarrollo de materiales aplicables en la industria de alimentos, farmacéutica, biomédica, entre otras (Nandana & Subhas C., 2010). Se busca el desarrollo de micro y nanofibras de gelatina que permitan encapsular al micronutriente liposoluble vitamina E también conocido como alfa-tocoferol, protegiéndolo de su degradación oxidativa. Debido a que la gelatina es un biopolímero de fácil obtención, bajo costo, biocompatible, biodegradable y no tóxico, se ha utilizado ampliamente en diversas aplicaciones de la industria alimentaria, comúnmente como agente que mejora la elasticidad, la estabilidad y la consistencia de los productos alimenticios (Cerecedo Núñez, et al., 2010)"

Benemérita Universidad Autónoma de Puebla

Master thesis

Eectrospinning Nanotecnología Nanofibras INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA

Soportes nanoestructurados de PVA funcionalizados con un organocatalizador base pirrolilquinona-tetrazol

José Ismael Rangel Ortiz (2019)

Instituto de Investigaciones Químico Biológicas. Maestría en Ciencias Químicas

Some active organic molecules are efficient catalysts in selective oxidation reactions of organic compounds, reactions that have been a challenge in chemical synthesis. Organocatalysis has focused on the new efficient metal-free catalysts development in relation to the yield and selectivity they provide, and those are capable of promoting a transformation inferior using quantities to stoichiometric quantities. Recently, the team work of molecular design, synthesized a new organic molecule that has a tetrazole heterocyclic nucleus, constituent of a large number of drugs, also, it contains a pyrrolyl-quinone structure, with catalytic activity in oxidative transformations. However, the complicated and expensive synthesis, and the fact that it is not recoverable from the reaction medium once it is used as a catalyst, it has led to the search for strategies for its recovery and reuse, as a catalyst to carry out a sustainable process. In this context, the present research project presents the immobilization of this catalyst in a nanostructured PVA support as an outstanding strategy for these problems. This polymer was chosen like a support material because it is highly electrostatic, which implies that it is possible to generate collections of nanofibers with a good quality, through the electrospinning process. The immobilization of the organocatalyst is achieved by using a modification in the structure of the synthesized compound for its coupling to the base support of PVA, where the functional group of p-bromo benzaldehyde was substituted by 4-formylphenyl boronic acid to promote the formation of a boronic ester with PVA; achieving this covalent anchoring to PVA nanofibers. The catalytic activity of the heterogeneous catalyst was verified in an oxidative amidation reaction. The organocatalyst supported in the polymeric nanostructure favored the reaction yield of having traces at an average yield of 35% to 41%, it was used in 4 catalytic cycles, which has shown that the catalyst is not only reusable, but also is more efficient once supported on PVA nanofiber support.

Algunas moléculas orgánicas activas son catalizadores eficientes en reacciones de oxidación selectiva de compuestos orgánicos, reacciones que ha sido un desafío en la síntesis química. La organocatálisis se ha centrado en el desarrollo de nuevos catalizadores libres de metal eficientes en relación con el rendimiento y la selectividad que proporcionan, capaces de promover una transformación utilizando cantidades inferiores a las estequiométricas. Recientemente, en el equipo de trabajo de diseño molecular sintetizo una nueva molécula orgánica que posee un núcleo heterocíclico de tetrazol, constituyente de una gran cantidad de fármacos, además de contener una estructura de pirrolil-quinona, con actividad catalítica en transformaciones oxidativas. Sin embargo, su alto costo, su complicada y costosa síntesis, y el hecho que no es recuperable del medio de reacción una vez que se emplea como catalizador, ha llevado a la búsqueda de estrategias para su recuperación y reutilización como catalizador para llevar a cabo un proceso sustentable. En este contexto, el presente proyecto de investigación, presenta la inmovilización de este catalizador en un soporte nanoestructurado de PVA como una estrategia destacada para estos problemas. Se eligió este polímero como material de soporte porque que es altamente electrohilable, lo que implica que es posible generar colecciones de nanofibras de buena calidad mediante el proceso de electrohilado. Se logró la inmovilización del organocatalizador empleando una modificación en la estructura del compuesto sintetizado para lograr su acoplamiento al soporte base PVA, donde el grupo funcional del p-bromo benzaldehído, fue sustituido por el ácido 4-formilfenil-borónico para promover la formación de un éster borónico con el PVA; logrando su anclaje covalente a las nanofibras de PVA. La actividad catalítica del catalizador heterogéneo obtenido, se verifico en una reacción de amidación oxidativa. El organocatalizador soportado en la nanoestructura polimérica favoreció el incremento en el rendimiento de reacción de tener trazas a un rendimiento promedio de 35% al 41% al emplearlo en 4 ciclos catalíticos, lo que ha demostrado que el catalizador no solo es reutilizable, si no es más eficiente una vez estando soportado en el soporte de nanofibras de PVA.

Master thesis

BIOLOGÍA Y QUÍMICA IIQB-M-2019-0735 Nanofibras Amidacion Polímeros

Preparation of Membranes Based on Polysulfone (PSU) and Graphene Oxide (GrO) by Electrospinning

JULIETTE ALEXANDRA LAMBERT (2016)

La tecnología de desalinización se basa principalmente en membranas para la producción de agua potable y uso industrial. Por lo tanto, la tecnología de la membrana tiene un papel importante en el avance de los procesos de desalinización y ha cosechado una atención significativa en los últimos años para el desarrollo de nuevos materiales y técnicas de producción. El nanofibras se ha utilizado recientemente para obtener membranas debido a sus excelentes propiedades, tales como una alta relación área superficial / volumen, alta porosidad y flexibilidad. Las nanofibras se pueden aplicar en microfiltración, ultrafiltración, nanofiltración, destilación de membrana y ósmosis inversa. Este estudio se centra en la evaluación de la porosidad y el diámetro de las fibras obtenidas por electrospinning para producir membranas con posible aplicación en el proceso de filtración.

Book

Polímeros -- Propiedades eléctricas Electrospinning Nanofibras INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA DEL MEDIO AMBIENTE CONTROL DE LA CONTAMINACIÓN DEL AGUA

Síntesis de materiales compuestos base biopolímero mediante el proceso de electrohilado

Luis Humberto Delgado Rangel (2017)

Instituto de Investigaciones Químico Biológicas. Maestría en Ciencias Químicas

Electrospun scaffolds are of particular interest because the three-dimensional architecture of nanofibers collections closely mimics the structure of natural extracellular matrix. Biopolymer base materials synthesized by the electrospinning technique can facilitate the transition of the study in 2-D cell cultures to 3-D cell cultures. In vitro cell culture in 3-D systems has provided a better understanding of the biology of various diseases, therefore, these in vitro systems have become a convenient and accessible alternative for the biological study of different cell lines providing an alternative to animal experimentation. Since collagen is one of the major components of the extracellular matrix of the native tissue, it is typically a biomaterial of first choice for scaffolds production, however, the manufacture of 3-D collagen based scaffolds has been a constant challenge given its low solubility and processability. This research presents the production of electrospun 3-D collagen (CG) based scaffolds for potential use in cell cultures. Keeping in mind that collagen processing through electrospinning is complicated given its low solubility and electrospinnability, it was mixed with other polymers to analyze their effect on collagen electrospinnability. Polyvinyl alcohol (PVA) was chosen because it is a highly electrospinnable polymer producing high quality nanofibers, besides it is biodegradable, biocompatible and non-toxic. The incorporation of chondroitin sulfate (SC) and hyaluronic acid (HA) was also explored; two biopolymers highly distributed in the extracellular matrix that favor cell adhesion making them ideal for scaffolds production. Polymer blends, in percentage ratios: 25/37.5+37.5 (CG/PVA+SC), 25/50+25 (CG/PVA+SC), 25/25+50 (CG/PVA+SC) and 25/50+25 (CG/PVA+HA) were analyzed.

La obtención de andamios celulares mediante la técnica de electrohilado es de particular interés debido a la arquitectura tridimensional que las colecciones de nanofibras proporcionan, ya que mimetizan en gran medida a la estructura de la matriz extracelular. Los materiales base biopolímeros sintetizados mediante la técnica de electrohilado, pueden facilitar la transición del estudio en cultivos celulares de 2-D a cultivos celulares de 3-D. El cultivo de células in vitro en sistemas 3-D ha aportado un mejor entendimiento de la biología de varias enfermedades por lo que estos sistemas in vitro se han convertido en una alternativa cómoda y accesible para el estudio biológico de diferentes líneas celulares, y proporcionan una alternativa a la experimentación animal. Debido a que el colágeno es uno de los componentes principales de la matriz extracelular de la mayoría de los tejidos del cuerpo, suele ser el biopolímero de primera elección para la fabricación de andamios celulares. Sin embargo, la fabricación de andamios celulares 3-D base colágeno ha sido un constante reto en los últimos años dada su baja solubilidad y dificultad de procesamiento. Este trabajo de investigación presenta la fabricación de andamios celulares 3-D base colágeno (CG) mediante la técnica de electrohilado para su posible uso en cultivos celulares. Teniendo presente que el procesamiento de este biopolímero mediante esta técnica es complicado dada su baja solubilidad y electrohilabilidad, se analizó la influencia de la incorporación de otros polímeros para la generación de mezclas base colágeno con mejores características de electrohilado. Se empleó alcohol polivinílico (PVA), un polímero altamente electrohilable, biodegradable, biocompatible y no tóxico. Además, se exploró la incorporación de sulfato de condroitina (SC) y ácido hialurónico (HA), dos biopolímeros que se encuentran altamente distribuidos en la matriz extracelular y que favorecen la adhesión celular, lo que los hace ideales para la generación de andamios. Se analizaron mezclas de los polímeros en proporciones porcentuales: 25/37.5+37.5 (CG/PVA+SC), 25/50+25 (CG/PVA+SC), 25/25+50 (CG/PVA+SC) y 25/50+25 (CG/PVA+HA).

Master thesis

BIOLOGÍA Y QUÍMICA IIQB-M-2017-1303 Andamio celular Nanofibras Nanoesferas Colágeno

Caracterización de Nanofibras de Óxido de Vanadio sintetizadas por el método de Electrohilado

Sergio Ricardo de Jesús Medina Cámara Jesús Humberto Peet Manzón José Laureano Rodríguez Alonzo (2014)

El pentóxido de vanadio (V2O5) tiene aplicaciones potenciales en el campo de actuadores, la catálisis, y sensores, así como material de cátodo para las baterías de iones de litio recargables debido a su alta capacidad teórica, bajo costo, abundancia y facilidad de síntesis. En este trabajo se buscó obtener V2O5 combinando las técnicas de electrohilado y de calcinación, partiendo de una solución conformada por H2O (agua) y VOSO4 (sulfato de óxido de vanadio (IV) hidratado) usando Polivinil Pirrolidona como agente de transporte para el electrohilado. Las fibras cerámicas de V2O5 obtenidas después de la calcinación fueron caracterizadas para estudiar su estructura morfológica y sus principales propiedades empleando técnicas y equipos de caracterización como lo son: SEM, TGA, TEM y HRTEM. Se comprobó que la técnica del electrohilado es fácil y eficaz (una vez que se cuenta con el equipo) en comparación con otras técnicas para obtener nanoestructuras de metales. La morfología de las estructuras del V2O5 podría adaptarse en función de la temperatura de recocido pudiendo obtenerse desde nanotubos porosos hasta estructuras cristalinas (nanorods) pasando por estructuras jerárquicas (nanobelts).

Master thesis

Caracterización de Nanofibras Síntesis BIOLOGÍA Y QUÍMICA QUÍMICA QUÍMICA FÍSICA CATÁLISIS

Nanofibras de carbono preparadas vía electrohilado : caracterización de las propiedades estructurales y electrocatalíticas

REYNA OJEDA LOPEZ (2018)

En los últimos años, el uso de las nanofibras de carbono (NFC) se ha incrementado notablemente, como resultado del desarrollo de técnicas de fabricación y el empleo de diferentes precursores, lo que ha permitido la obtención controlada de diversas propiedades, tales como: área superficial específica, conductividad electrónica, resistencia mecánica y resistencia térmica. Así, el campo de aplicación de las NFC se ha extendido a baterías, catalizadores, celdas de combustible y adsorbentes de vapores. Cada aplicación requiere propiedades específicas propias del material para obtener mejores rendimientos. La presencia de diversas especies de nitrógeno (grafítico/cuaternario, pirrólico, piridona), es una de las características que deben poseer los materiales de carbono para su aplicación en reacciones de reducción de oxígeno (RRO) de celdas de combustible y como adsorbentes en adsorción de CO2. En la mayoría de los casos, primero se obtienen los materiales de carbono y posteriormente se dopan con nitrógeno. En el presente trabajo, se sintetizan nanofibras de carbono dopadas con nitrógeno mediante un método simplificado, donde el nitrógeno forma parte de la estructura pristine, nanofibras de PAN, y mediante un tratamiento térmico se controla el contenido de las diferentes especies de nitrógeno y de la microporosidad de las NFC.

Primero se realiza la síntesis de nanofibras de poliacrilonitrilo (NFPAN) vía electrohilado de soluciones de poliacrilonitrilo (PAN) en dimetilformamida (DMF). Segundo, la obtención de NFC a partir de la calcinación de NFPAN, lo cual implica dos etapas: i) estabilización en una atmósfera oxidante (aire) en un intervalo de temperaturas de 250 a 300 °C y ii) carbonización en una atmósfera inerte (nitrógeno) a temperaturas superiores a 600 °C. Estas etapas controlan la microporosidad y la cantidad (y tipos) de especies de nitrógeno. Un primer estudio está orientado a la evaluación de cuatro diferentes temperaturas de estabilización (250, 270, 280 y 300 °C), manteniendo constante la temperatura de carbonización (900 °C). Las reacciones de ciclización y deshidrogenación son incompletas en materiales estabilizados a temperaturas inferiores a 270 °C, produciendo una aglomeración sin espacios intersticiales en las NFC. Temperaturas superiores a 300 °C ocasionan una maceración en las nanofibras, disminuyendo significativamente la longitud de las NFC. Consecuentemente, con el objetivo de una ciclización y deshidrogenación completa para conservar la estructura fibrilar, la temperatura de estabilización más adecuada es 280 °C.

Un segundo estudio está enfocado al impacto de la temperatura de carbonización sobre las propiedades estructurales y químicas de las NFC; en este caso se evalúan cinco diferentes temperaturas (600, 700, 800, 900 y 1000 °C), manteniendo constante la temperatura de estabilización (280 °C). El incremento en la temperatura de carbonización aumenta la microporosidad y reduce el contenido de nitrógeno en NFC. Esta disminución favorece la eliminación de nitrógenos piridínicos, pirrólicos, grupos funcionales C ≡ N y predominio de nitrógenos cuaternarios/grafíticos, responsables de mejorar la actividad electrocatalítica en reacciones de reducción de oxígeno (RRO); estas especies de nitrógeno se ven favorecidas a una temperatura de calcinación de 900 °C. Finalmente, para la captura de CO2, la mayor capacidad adsortiva de CO2 se observa en materiales carbonizados a 850 °C

In the last years, the use of carbon nanofibers (CNF) has increased significantly, as a result of the development of manufacturing techniques and the use of different precursors, which has allowed the controlled production of various properties, such as: specific surface area, electronic conductivity, mechanical resistance and thermal resistance. Thus, the scope of CNF has been extended to batteries, catalysts, fuel cells and vapor adsorption. Each application requires specific properties unique to the material to obtain better performance. The presence of diverse species of nitrogen (graphitic/quaternary, pyrrolic, pyridone), is one of the characteristics that carbon materials must possess for their application in oxygen reduction reactions (ORR) of fuel cells and as adsorbents in CO2 adsorption. In most cases, first carbon materials are obtained and then doped with nitrogen. In the present work, carbon nanofibers doped with nitrogen are synthesized using a simplified method, where nitrogen is part of the pristine structure, PAN nanofibers, and the content of the different nitrogen species and the microporosity of the CNF are controlled by means of a heat treatment.

First, the synthesis of polyacrylonitrile nanofibres (PANNF) is carried out by the electrospinning of polyacrylonitrile (PAN) solutions into dimethylformamide (DMF). Second, obtaining CNF from the calcination of PANNF, this involves two steps: (i) stabilization in an oxidizing atmosphere (air) over a temperature interval of 250 to 300 °C and (ii) carbonization in an inert atmosphere (nitrogen) at temperatures above 600 °C. These stages control the microporosity and amount (and types) of nitrogen species. A first study is oriented to the evaluation of four stabilization temperatures (250, 270, 280 and 300 °C), keeping the carbonization temperature constant (900 °C). Cyclization and dehydrogenation reactions are incomplete in materials stabilized at temperatures below 270 °C, producing an agglomeration without interstitial spaces in CNF. Temperatures above 300 °C cause maceration in the nanofibers; it significantly reducing the length of the CNF. Consequently, with the aim of a complete cyclization and dehydrogenation to preserve the fibrillary structure, the most suitable stabilization temperature is 280 °C.

A second study focuses on the impact of carbonization temperature on the structural and chemical properties of CNF; in this case, five temperatures (600, 700, 800, 900 and 1000 °C) are evaluated, maintaining the stabilization temperature constant (280 °C). The increase in carbonization temperature increases the microporosity and reduces the nitrogen content in CNF. This decrease favors the elimination of pyridine and pyrrolic nitrogen, functional groups C≡N and the predominance of quaternary/graphitic nitrogen, which are responsible for improving the electrocatalytic activity in oxygen reduction reactions (RRO): these nitrogen species are favored at a calcination temperature of 900 °C. Finally, for CO2 capture the highest CO2 adsorptive capacity is observed in carbonized materials at 850 °C

Master thesis

Química de superficies Nanohilos Ingeniería del tejido Nanofibras de carbono BIOLOGÍA Y QUÍMICA

Síntesis y caracterización de andamios nanofibrilares de ácido poli-láctico/clorhexidina

BRYAN IVAN MARTIN DEL CAMPO TELLEZ (2020)

“La bioingeniería de tejidos busca las estrategias necesarias para restaurar, mantener o regenerar la función de tejidos enfermos o dañados del cuerpo humano. A través de varios materiales biofuncionales, entre ellos los poliméricos, actuando como una matriz de soporte para la proliferación, adhesión y diferenciación celular. El ácido poli-láctico (PLA) es uno de los biopolímeros más prometedores para aplicaciones biomédicas, debido a sus propiedades de biocompatibilidad, biodegradabilidad, mecánicas y aprobación por la FDA (Food and Drug Administration). La clorhexidina (CHX) es un antiséptico altamente utilizado en odontología por su eficacia clínica y buen registro de seguridad, mayormente utilizado para prevenir la placa dental por más de 50 años. En este estudio hemos producido nanofibras obtenidas mediante la técnica de hilado por propulsión de gas AJS (Air Jet Spinning) a partir de una mezcla de PLA y CHX. Tratando de fabricar membranas nanofibrilares con propiedades y características que ofrecen los andamios biodegradables de PLA, agregándole una actividad antibacteriana y de esta manera contrarrestar potenciales infecciones postquirúrgicas presentes como uno de los principales fracasos de los tratamientos dentro de la regeneración tisular en la clínica.”

Benemérita Universidad Autónoma de Puebla

Master thesis

Boca--Cirugía--Complicaciones Boca--Infección--Prevención Regeneración tisular dirigida Ingeniería del tejido Materiales biomédicos--Uso terapéutico Compuestos poliméricos Nanofibras--Materiales Nanofibras--Diseño y construcción Andamios de tejido MEDICINA Y CIENCIAS DE LA SALUD

Materiales nanoestructurados embebidos en Biopolímeros degradables para su uso de Ingeniería de tejidos

ERIKA FRAGOSO PEREZ (2018)

Por lo tanto se estudio la variación en la concentración de ´estos, para explorar su efecto en las propiedades físico-químicas de andamios compuestos de PLA-NTCMP. Adicionalmente se emplearon técnicas analíticas como Espectroscopía Infrarroja (FTIR), Difracción de Rayos X (DRX), Calorimetría Diferencial de Barrido (CDB) y Microscopía Raman, para establecer las propiedades del material y las interacciones que puedan existir a través de la composición en las fibras. Mediante Microscopía Electrónica se determinó la morfología de los andamios compuestos comprobando que los NTCMP se encuentran embebidos en las fibras del polímero. También se realizaron pruebas mecánicas y de conductividad eléctrica, obteniendo resultados de resistencia y flexibilidad, lo que ayudará a cubrir las necesidades dependiendo del tipo de sustituto que se requiera. En vista de la posible aplicación en Conexión Neuronal para estos andamios compuestos en el área de IT, se evaluó la respuesta biológica con un cultivo de línea celular (NG108-15) in vitro mediante un protocolo ya establecido, en el cual se manejaron las condiciones apropiadas para realizar cultivo de células neuronales. Este cultivo se hizo por un periodo de dos semanas, donde se observó el crecimiento celular en presencia y ausencia de los NTCMP, analizando la morfología y

proliferación de los cultivos neuronales mediante un registro fotográfico y pruebas de viabilidad celular, dando como resultado una interpretación preliminar acerca del potencial de los materiales para la aplicación antes mencionada. Existen aún elementos para mejorar la fabricación de estos andamios compuestos; sin embargo, este estudio revela que es factible la utilización de este material ya que es biocompatible con el cultivo células neuronales. Como trabajo a futuro, se registrará la actividad eléctrica celular en los andamios, para la evaluación y comprobación de la transmisión de señales bioeléctricas a través de los NTCMP y fibras electrohiladas. Por otra parte se pretende evaluar adicionalmente un cultivo primario de células cardíacas “Cardiomiocitos, CMs” para una posible aplicación en Parches cardiacos.

ido láctico) (PLA) para la fabricación de estructuras tipo andamio, por medio de la técnica de Electrohilado para generar matrices continuas con diámetros en escala nanométrica. Una gran ventaja en esta técnica es el control que se puede tener en sus principales parámetros, por lo tanto se optimizaron las variables involucradas en el proceso de fabricación, encontrando los parámetros ideales para la producción de fibras adecuadas, proporcionando estructuras que mimetizan a la Matriz Extracelular (ECM). La parametrización de las variables se realizó mediante un análisis cuantitativo de las distribuciones de diámetros presentes en las fibras, observadas a través de los resultados de Microscopía Electrónica de Barrido (MEB). Es muy importante destacar que las condiciones ambientales del proceso como humedad y temperatura también pudieron ser variadas. Una vez encontrados los parámetros ideales para la fabricación de las fibras de PLA, se continuo con la segunda parte experimental del proyecto, utilizando estos parámetros para la producción de fibras compuestas, lo novedoso en esta fabricación fue el uso de Nanotubos de Carbono Multi-Pared (NTCMP) debido a las propiedades que poseen, además de ser reportados como un buen material para la construcción de andamios neuronales y óseos en IT.

Master thesis

Biopolímeros Materiales nanoestructurados Nanofibras -- Uso terapéutico Ingeniería del tejido Andamios de tejido CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS Y CIENCIAS DE LA TIERRA