Análisis transcriptómico de los linfocitos T CD4+ de adultos y neonatos humanos en función de la activación, la edad gestacional y el tipo de nacimiento

LINDA AIMARA KEMPIS CALANIS (2024, [Tesis de doctorado])

La respuesta inmune adaptativa es coordinada por las células T CD4+, que determinan el tipo y la fuerza de la respuesta inmune, así como las células efectoras involucradas durante un desafío inmunitario particular. Se ha reportado que las células T CD4+ de los recién nacidos son menos responsivas y sesgadas en su respuesta, lo que lleva a una activación baja de la respuesta inmune celular y una producción deficiente de anticuerpos por parte de las células B. Esta baja respuesta es esencial para la ventana tolerante que favorece la transición del nacimiento del ambiente estéril en el útero al mundo exterior plagado de antígenos, pero deja a los recién nacidos vulnerables a la infección, que sigue siendo un problema de salud importante en México y el mundo. Los recién nacidos tienen una alta tasa de morbilidad y mortalidad por infecciones. Los mecanismos celulares y moleculares asociados están poco descritos. En este trabajo, nos preguntamos si los linfocitos T CD4+ neonatales, tienen un programa genómico especifico que los predispone a una baja respuesta inmune en comparación con las células vírgenes de adultos. Para responder a esta pregunta, evaluamos el transcriptoma de los linfocitos T CD4+ vírgenes neonatales y de adultos humanos. Nuestros resultados apuntan a una red de regulación muy particular en las células neonatales, que favorece procesos como la proliferación, el metabolismo de la glucosa, la señalización intracelular y una baja respuesta de las células T. Comprender esta red es de suma importancia ya que podría conducir a mejores vacunas para recién nacidos y mejor tratamiento de las enfermedades potencialmente mortales durante este período altamente vulnerable de nuestras vidas. Adicionalmente, quisimos saber si el tipo de nacimiento o la edad gestacional (parto prematuro) influyen en el establecimiento del perfil génico neonatal. Usando transcriptómica, encontramos que, en la transición del nacimiento, el tipo de parto determina el establecimiento del perfil de expresión génica que tendrá el recién nacido, ya que los linfocitos T CD4+ de neonatos nacidos por parto por cesárea presentan un perfil de expresión génica diferente que los de los neonatos nacidos por parto natura. Por otra parte, los neonatos prematuros no cambian mucho su patrón de expresión génico al compararlos con los neonatos de término, nacidos en ambos casos por cesárea. Nuestros hallazgos indican que para los linfocitos T CD4+, el tipo de nacimiento es sumamente importante en el establecimiento del perfil de expresión génica del neonato, teniendo mayor impacto que las últimas semanas de gestación.

BIOLOGÍA Y QUÍMICA QUÍMICA

DINÁMICA DE ACUMULACIÓN DE ARSÉNICO EN RELACIÓN A OTROS ELEMENTOS TRAZA Y POLISACÁRIDOS DE LA PARED CELULAR DE Sargassum spp. DE ARRIBAZONES

Paulina Annette Ortega Flores (2023, [Tesis de doctorado])

"La frecuencia e intensidad del fenómeno de arribazón de macroalgas marinas ha ido en aumento a nivel mundial. En el Caribe Mexicano, se ha identificado a especies pelágicas de algas pardas del género Sargassum como dominantes en estos arribazones. La gran cantidad de material que arriba a la costa ha resaltado la necesidad de generar información sobre la biología y composición química de las especies presentes en este fenómeno, la cual pueda ser incorporada en futuras estrategias sustentables de aprovechamiento de la biomasa arribada. En el presente estudio se determinaron las concentraciones totales de arsénico (As), cadmio (Cd), plomo (Pb), cobre (Cu), hierro (Fe) y zinc (Zn) en S. fluitans, S. natans I, S. natans VIII, recolectadas mensualmente durante un año, en Puerto Morelos, Quintana Roo, México mediante Espectrofotometría de Absorción Atómica (EAA). Para As, se determinó el contenido de su especie química inorgánica (iAs) en los tres morfotipos mediante voltametría. Adicionalmente, en S. fluitans se determinó el contenido de alginato, fucoidano, ácidos urónicos y sulfatos y se identificaron las variables de contribución significativa en la acumulación de As a partir de un Modelo Lineal Generalizado (GLM). La presencia de As se detectó en el 100% de las muestras; seguido de Fe (98%), Zn (90%), Cu (78%), Pb (71%) y Cd (65%). Las concentraciones máximas obtenidas en las especies pelágicas de Sargassum fueron de 255.20 mg kg-1 para As, 3.75 mg kg-1 para Cd, 17.39 mg kg-1 para Pb, 6.44 mg kg-1 para Cu, 78.27 mg kg-1 para Fe y 33.25 mg kg-1 para Zn. En general, las concentraciones promedio de los elementos analizados se encuentran en rangos previamente reportados para algas pardas. Los elementos As, Cu, Fe y Pb presentaron diferencias estadísticamente significativas entre morfotipos, mientras que los elementos Cd y Zn no. El morfotipo S. natans VIII presentó las concentraciones más elevadas de As respecto a las especies S. fluitans y S. natans I, siendo la temporada de lluvias (julio a octubre) cuando se presentaron las concentraciones más elevadas de este elemento. En cuanto al iAs, este representó del 14.15% al 81.70 % del As total (TotAs), lo que corresponde a 12.69 mg kg-1 a 62. 93 mg kg-1..."

"The frequency and intensity of the seaweed massive influx and arrival phenomenon has been increasing globally. On Mexican shores, has been identified to pelagic species of brown algae of genus Sargassum as dominant in these events. The large amount of material that reaches to the coast, has highlighted the need to generate basic information about the biology and chemical composition of the species present in the arrival phenomenon to be incorporated into future sustainable strategies for the use of Sargassum biomass. In the present study, the total concentrations were determined for arsenic (As), cadmium (Cd), lead (Pb), copper (Cu), iron (Fe) and zinc (Zn) in S. fluitans, S. natans I, S. natans VIII, collected monthly during one year, in Puerto Morelos, Quintana Roo, Mexico. For As, the content of its inorganic chemical species (iAs) was determined. Additionally, in S. fluitans the content of alginate, fucoidan, uronic acids and sulfates was determined and a Generalized Linear Model (GLM) was developed to identify the variables of significant contribution in the accumulation of As. The presence of As was detected in 100% of the samples; followed by Fe (98%), Zn (90%), Cu (78%), Pb (71%) and Cd (65%). The maximum concentrations obtained in the pelagic Sargassum species were 255.20 mg kg-1 for As, 3.75 mg kg-1 for Cd, 17.39 mg kg-1 for Pb, 6.44 mg kg-1 for Cu, 78.27 mg kg-1 for Fe y 33.25 mg kg-1 for Zn. Mean concentrations are in ranges previously reported for brown algae. The elements As, Cu, Fe and Pb showed statistically significant differences between morphotypes, while the elements Cd and Zn did not. The S. natans VIII morphotype presented the highest As concentrations respect to S. fluitans and S. natans I species, being the rainy season (July to October) when the highest concentrations was presented. –Regard to iAs. this represented from 14.15% to 81.70% of the total As (TotAs) which corresponds to 12.69 mg kg-1 to 62. 93 mg kg-1. In S. fluitans, identified the variables: Cu, uronic acids and sulfates from fucoidan, as variables that contribute significantly to the accumulation of As. Monitoring of the diverse components of sargazo is important for the decision making regarding the safe use and exploitation of this resource, as well as, the generation of basic knowledge regarding the process of metal accumulation in Sargassum upwelling."

Mexican Caribbean, Massive influxes, macroalgae, heavy metals Caribe Mexicano, arribazones, macroalgas, metales pesados BIOLOGÍA Y QUÍMICA QUÍMICA QUÍMICA INORGÁNICA METALES METALES

EECTO DE NANOESTRUCTURAS ORO-SÍLICE EN ARTRITIS REUMATOIDE INDUCIDA POR COLÁGENA

ROSA ISELA RUVALCABA ONTIVEROS (2023, [Tesis de doctorado])

La artritis reumatoide (AR) es una enfermedad inflamatoria autoinmune crónica que

afecta a las articulaciones y causa un daño progresivo que, en la ausencia de un

tratamiento adecuado, puede terminar en discapacidad. Se caracteriza por un

reclutamiento excesivo de células inflamatorias dentro de la membrana sinovial que

conlleva a hiperplasia sinovial, neovascularización, erosión secundaria de cartílago y

hueso y posteriormente la destrucción de la articulación y su deformación. Además de

las características articulares, la inflamación sistemática que presenta la AR repercute

negativamente a nivel sistémico afectando varios órganos, incluyendo las estructuras

cardiovasculares (McInnes & Schett, 2011).

Las sales de oro han demostrado ser eficaces en el control de algunos pacientes con AR

(Massai et al., 2021) y otros padecimientos relacionados como el lupus eritematoso

sistémico (Wallace, 2013) y la artritis psoriásica (Salvarani et al., 1989). Sin embargo, su

uso ha sido limitado en las últimas décadas por la llegada de terapias presumiblemente

más seguras y efectivas. Al aplicar estos tratamientos, los iones de oro se unen a la

albúmina y su vida promedio esta entre los 5 y 7 días (Balfourier et al., 2020). Sin

embargo, después de varios tratamientos, su vida media se eleva y sus trazas son

detectables en varios tejidos incluyendo el hígado, riñones y membrana sinovial. Estas

trazas pueden permanecer en el tejido por décadas (James et al., 2015) y probablemente

de manera indefinida debido a que los iones de oro provenientes de las sales se

combinan con el azufre formando aurosomas que aparecen como vesículas densas

intracelulares (Yamashita, 2021).

Aun así, los efectos benéficos de las sales de oro en el control del proceso inflamatorio

y la remisión sostenida por una porción de los pacientes siguen siendo de interés en la

búsqueda de tratamientos efectivos para AR y condiciones relacionadas. Por esta razón

y gracias a los avances en nanotecnología, se han desarrollado métodos alternativos

para el tratamiento de la AR con oro, ya sea en forma de nanopartículas (Jhun et al.,

2020; Kirdaite et al., 2019; Leonavičienė et al., 2012; Sumbayev et al., 2013) o

nanoestructuras de oro combinadas con polímeros (Yaqoob et al., 2020) que podrían ser

una estrategia más segura de acarrear compuestos de oro dentro de la membrana

sinovial inflamada.

Los modelos animales son un paso crucial para evaluar nuevas terapias en AR (Hong et

al., 2020). Particularmente, la AIC en

Nanoestructuras Oro-sílice Artritis reumatoide BIOLOGÍA Y QUÍMICA QUÍMICA OTRAS ESPECIALIDADES QUÍMICAS OTRAS OTRAS

Análisis preventivos de variables para la industria cerámica con base en la metodología de análisis a modo y efecto de falla (FMEA method)

Preventive analysis of variables for the ceramic industry based on the failure mode and effect analysis (FMEA method)

Rigel Hugo Carreón Reyes Juan Carlos Neri Guzmán (2023, [Artículo])

El presente estudio indica de una forma tangible la aplicación de la herramienta FMEA (Failure Mode And Effects Analysis -por sus siglas en inglés) en la aplicación de fabricación de cerámica sanitaria, en donde se evalúan las variables que están relacionadas con el proceso de diseño, procesamiento de piezas cerámicas y de su relación existente para poder alcanzar los requisitos normativos y que estos a su vez sean alcanzables. Dentro del estudio se presenta el análisis y elaboración de la matriz riesgos en modo de fallas, así como una serie de definiciones estadísticas con las cuales son evaluados los procesos de fabricación, así como la explicación clara de la metodología FMEA en donde se indica la adecuación de estos conceptos a este tipo de manufacturas (cerámica sanitaria). Este trabajo también describe a través del estudio de caso de las variables una metodología que detalla los conceptos básicos tales como severidad, detección y ocurrencia combinando el desarrollo de tablas parametrizadas y / o acopladas al tipo de proceso de manufactura cerámica .En los resultados que se obtienen se observa la disminución de la incertidumbre hasta de 85% en los valores de RPN y una mejora en el cpk >1,33 como índice de calidad los riesgos o incertidumbres disminuidos son de forma numérica a través de la comprobación de nuevas acciones y el reanálisis de los conceptos de ocurrencia y detección derivados de la implementación de acciones. Las conclusiones indican como una herramienta adecuada el uso de FMEA para el campo de aplicación de la manufactura de cerámica sanitaria.

The present study indicates in a tangible way the application of the FMEA tool (Failure Mode and Effects Analysis) in the application of sanitary ceramic manufacturing, where the variables that are related to the process of design, processing of ceramic pieces and their existing relationship are evaluated in order to achieve the regulatory requirements and that these in turn are achievable. The study presents the analysis and elaboration of the risk matrix in failure mode as well as a series of statistical definitions with which the manufacturing processes are evaluated as well as the clear explanation of the FMEA methodology (failure mode and effects analysis) where the application and adequacy of these concepts to this type of manufactures (sanitary ceramics) is indicated. This paper also describes through the case study of the variables a methodology that details the basic concepts such as severity, detection and occurrence combining the development of parameterized tables and / or coupled to the type of ceramic manufacturing process. In the results obtained, the decrease in uncertainty of until 85% in the values of RPN and an improvement in the cpk >1.33 as a quality index, the risks or uncertainties decreased are numerically through the verification of new actions and the reanalysis of the concepts of occurrence and detection derived from the implementation of actions. The conclusions indicate as an appropriate tool the use of FMEA for the field of application of the manufacture of sanitary ceramics.

AMEF (Análisis de Modo de Efecto y Falla) Productos cerámicos Cerámica sanitaria Procesos cerámicos Severidad Detección Ocurrencia FMEA (Failure Mode and Effects Analysis) Ceramic products Standard ASME Sanitary ceramic Ceramic processess INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA CIENCIAS TECNOLÓGICAS OTRAS ESPECIALIDADES TECNOLÓGICAS OTRAS OTRAS

Desarrollo de Recubrimientos Anticorrosivos para un Acero de Bajo Carbono a Base de una Resina Epóxica y Óxido de Grafeno, Funcionalizado con 3-aminopropiltrietoxisilano

MONICA AIMEE CENICEROS REYES (2022, [Tesis de doctorado])

En el presente trabajo se desarrollaron recubrimientos nanoestructurados a base de resinas epóxicas y óxido de grafeno funcionalizado (fGO) con el agente de acoplamiento de tipo silano 3-aminopropiltrietoxisilano (APTES) a diferentes concentraciones (0.01, 0.1, 0.2 y 0.4 M). Posteriormente, estos nanocompuestos se aplicaron sobre sustratos metálicos con la finalidad de evaluar el efecto que tiene el grado de funcionalización del GO con el APTES en las propiedades anticorrosivas de un recubrimiento preparado a partir del sistema Epoxi/fGO. El desarrollo del proyecto se llevó a cabo en tres etapas: I) Síntesis y caracterización del óxido de grafito mediante el método de Hummers modificado, II) la funcionalización del óxido de grafeno con el silano APTES en solución y III) el desarrollo del nanocompuesto epóxico (Epoxi/fGO) y su aplicación mediante la técnica de inmersión, sobre sustratos metálicos de lámina de acero de bajo carbono A36. Se logró la obtención del óxido de grafito con una concentración de los grupos funcionales típicos reportados en la literatura (hidroxilos, carboxilos, carbonilos y epóxido) de ~ 32 % y un ~ 37 % determinado por XPS y TGA respectivamente. Se determinó mediante FTIR que la funcionalización ocurrió: i) por apertura de anillo y ii) por silanización al encontrar evidencia de la presencia de los enlaces Si-O-C, Si-O-Si y C-N, producto de ambos mecanismos de reacción. También se encontró que en los nanocompuestos Epoxi/ fGO (T1 0.01 M y T2 0.1 M) se obtiene la mejor dispersión fGO en la resina epóxica y mejores propiedades barrera de los recubrimientos preparados con estos nanocompuestos; obteniendo los mayores valores de impedancia |Z|0.1 Hz = 1.81E09 y Z|0.1 Hz = 1.48E09 ohm cm, respectivamente; así como las velocidades de corrosión más bajas T1 corr = 1.92E-05 y T2 corr = 2.50E-05 vs Acero corr = 1.09E-02 mm/año, respectivamente.

Estos resultados son de gran importancia ya que se demostró que funcionalizar al GO con una solución de silano a bajas concentraciones, es una vía para preparar recubrimientos con un buen desempeño barrera, haciendo útiles estos recubrimientos para aplicaciones anticorrosivas de estructuras de acero de bajo carbón; en las concentraciones de T3 0.2 M y T4 0.4 M se observó la presencia de estructuras de sílice, lo que da lugar a la formación de un sistema con características diferentes a lo buscado en este trabajo.

Doctorado en tecnología de polímeros BIOLOGÍA Y QUÍMICA QUÍMICA QUÍMICA

Modelado y optimización de la conductividad térmica, conductividad eléctrica y propiedades de tensión de compuestos de HDPE-partículas de carbono mediante herramientas de inteligencia artificial

Edgar Miguel García Carrillo (2022, [Tesis de doctorado])

En el diseño de compuestos poliméricos, es de gran interés poder predecir y optimizar sus propiedades térmicas, eléctricas y mecánicas, antes de su fabricación, con el fin de reducir el trabajo experimental y de obtener materiales con mejor desempeño para diversas aplicaciones. Sin embargo, esta tarea es complicada debido al comportamiento complejo y no lineal de las propiedades de los compuestos. En este trabajo se desarrollaron redes neuronales artificiales (RNA) como modelos de predicción con el objetivo de aproximar la conductividad térmica, la conductividad eléctrica y las propiedades de tensión de compuestos de polietileno de alta densidad (HDPE) adicionados con partículas de carbono (PC). En la implementación de estos modelos se utilizaron datos obtenidos experimentalmente. Los compuestos fueron preparados mediante mezclado en fundido, utilizando cuatro tipos de partículas de carbono de distinta geometría a diferentes concentraciones. Las RNA de tipo perceptrón multicapa (MLP), entrenadas mediante el algoritmo Levenberg-Marquardt y con una sola capa oculta mostraron el mejor desempeño predictivo. Los modelos de RNA mostraron una buena correlación entre los datos experimentales y simulados, lo cual está evidenciado por factores de correlaciones superiores a 0.97 en los datos de prueba. Además, los modelos de predicción de la conductividad térmica y del módulo elástico basados en RNA se ajustaron en mayor medida a los datos experimentales en comparación con modelos analíticos reportados en la literatura. También, se determinó el impacto relativo de cada variable de entrada sobre las propiedades de los compuestos, a través del tratamiento de los pesos sinápticos de las RNA mediante el método connection weight. Las ecuaciones derivadas de las RNA se utilizaron como funciones de ajuste de un algoritmo genético multi- objetivo (MOGA) con el fin de optimizar los parámetros de diseño que permiten maximizar la conductividad térmica y el módulo elástico, así como minimizar la conductividad eléctrica de los compuestos. Como resultado de la optimización, se obtuvo un conjunto de soluciones óptimas que pertenecen a la frontera de Pareto.

Como resultado de la optimización, se obtuvo un conjunto de soluciones óptimas que pertenecen a la frontera de Pareto. Una prueba de conformidad se llevó a cabo para validar la capacidad de optimización del método de algoritmos genéticos. Finalmente, este modelo podría ser adaptado para su aplicación en otras propiedades de compuestos, así como en un intervalo de variables extendido.

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Inteligencia Artificial como Estrategia en la Predicción de la Conductividad Térmica en Compuestos de Polipropileno/Nanotubos de Carbono

Daniela Alejandra Abreu Caceres (2022, [Tesis de maestría])

La eficiencia de los materiales compuestos complejos es importante a la hora de optimizar y predecir sus propiedades térmicas y eléctricas, con el fin, de ahorrar recursos, gastos y tiempo invertido antes de su fabricación, por ello, se emplean herramientas tradicionales como lo son, el uso de modelos analíticos, estos modelos, resultan fáciles de analizar, sin embargo, presenta una baja predicción a comparación de los datos experimentales. El uso de herramientas más sofisticadas, como lo son, la inteligencia artificial y una de sus ramas, el aprendizaje de máquina, resultan ser más precisos a la hora de optimizar valores. En este trabajo se analizaron las conductividades térmicas y eléctricas de los compuestos presentados en diferentes concentraciones a través de modelos analíticos, los cuales resultaron subestimar los valores de k y sobreestimar los valores de σ, con sus respectivas excepciones. Esto puede sugerir que los modelos analíticos, no aproximan los valores obtenidos experimentalmente en todos los casos. También se desarrollaron redes neuronales artificiales (RNA) como modelos de predicción con el objetivo de aproximar la conductividad térmica del polipropileno (PP) adicionados con nanotubos de carbono de pared múltiple (MWCNT), implementando datos obtenidos experimentalmente. Los compuestos fueron preparados mediante mezclado en fundido, utilizando diferentes tipos de concentraciones (1, 2, 3 y 4%) tanto con el tratamiento, como sin el tratamiento de ultrasonido. Las RNA de tipo perceptrón multicapa (MLP), entrenadas mediante el algoritmo Levenberg-Marquardt y con 1 capa oculta mostraron el mejor desempeño predictivo. Los modelos de RNA mostraron una buena correlación entre los datos experimentales y simulados, lo cual está evidenciado por factores de correlaciones superiores a 0.99 en los datos de prueba. Además, los modelos de predicción de la conductividad térmica basados en RNA se ajustaron en mayor medida a los datos experimentales en comparación con modelos analíticos reportados en la literatura.

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Estudio de la modificación de hueso de aguacate y su incorporación en una matriz de PLA/EVA y polifosfato de amonio compatibilizado, para la

JOSE DAVID ZULUAGA PARRA (2022, [Tesis de doctorado])

En el presente trabajo se propuso la fosfatación del hueso de aguacate con ácido fosfórico, además de la adición de urea para mejorar la estabilidad térmica y conferirle propiedades de retardancia a la flama intrínsecas al hueso de aguacate. Donde se estableció que 3 h de reacción y una concentración de ácido/urea de 1:4 fue suficiente para alcanzar una comparación de fósforo y nitrógeno cerca de 11%, de igual manera se determinó que la fosforilación mejora la estabilidad térmica del hueso de aguacate y le confiere características de retardancia a la flama, pero el biocompuesto lavado con NaOH 1N reemplaza a la urea con sodio en forma de iones y la urea promueve la formación de una capa carbonosa protegiendo al polímero mientras que el sodio no.

De igual manera, se estudió la inserción de anhídrido maleico (AM) en poli (ácido láctico) (PLA) (PLA-g-AM), buscando una relación de peróxido de dicumilo / anhídrido maleico (DCP:AM) adecuada para obtener el mayor grado de injerto. Se encontró que la relación 1:10 generó el mayor grado de injerto, que fue cerca del 1%; esto sin que el peso molecular del PLA se haya modificado significativamente. En seguida, partiendo del PLA-g-AM, se preparó el PLA funcionalizado con polifosfato de amonio (PLA-g-APP). Es importante mencionar que esta modificación química del PLA se llevó a cabo “en fundido”, sin la utilización de solvente alguno. Finalmente, se encontró que las propiedades mecánicas y la resistencia a la flama de los compuestos de PLA-g-APP son superiores a las del PLA puro. mejoran al estar funcionalizado el PLA con APP, en adición se mejora la estabilidad térmica de los compuestos de PLA y APP.

Por último, se estudió el efecto en conjunto entre el hueso de aguacate modificado y el APP, donde se estudió el aporte individual de cada de uno de los componentes formulados, se estudió el efecto en la retardancia a la flama del PLA-g-APP y el hueso de aguacate modificado, sobre una matriz de PLA/EVA, mediante pruebas de cono calorimétrico, UL-94 y LOI, donde se observó, una mejora en las propiedades de retardancia a la flama y se alcanzó una clasificación V-0. Se complementaron estos resultados con estudios fisicoquímicos a las cenizas del cono calorimétrico, donde se pudo proponer un mecanismo de retardancia, el cual es por intumescencia, además se determinó que la modificación del hueso de aguacate tiene un efecto positivo sobre la biodegradabilidad de los biocompuestos.

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Síntesis y caracterización de bio eslatómeros reforzados con biocomponentes hacia el remplazo de fuentes no renovables pensando en alternativas sustentables

Gabriel Cisneros Gómez (2022, [Tesis de maestría])

Se sintetizó polifarneseno (PFa) a partir del monómero trans-β-Farneseno vía polimerización en emulsión utilizando una formulación de solución buffer de bicarbonato de sodio (NaHCO3), tensoactivo SDS (Disulfato de sodio) y un iniciador de persulfato de amonio (APS) en medio acuoso obteniendo altas conversiones y altos pesos moleculares. Por otro lado, se sintetizaron diferentes matrices de copolímeros de polibutadieno con polifarneseno (PB-PFa) a distintas composiciones PB/PFa: 100/0, 65/35. Los hules obtenidos fueron caracterizados con diferentes técnicas como: cromatografía por permeación en gel (GPC) para la determinación del peso molecular promedio y la dispersidad (Ð), resonancia magnética nuclear (RMN) de protón 1H y carbono 13C para la determinar la microestructura dada por los isómeros cis-1,4 y trans-1,4 y la adición 3,4. Para la obtención de las nanofibras de celulosa (NFC) modificadas fueron oxidadas vía TEMPO. Posteriormente, las nanofibras oxidadas se hicieron reaccionar con cada uno de los surfactantes seleccionados Bromuro de hexadecyltrimethylamonio (HDTAB), Bromuro de didodecyldimethylamonio (DDMAB), Cloruro de trimethylphenylamonio (TPACl) obteniendo nanofibras modificadas. La modificación superficial se caracterizó utilizando la técnica de espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) discriminando los grupos funcionales característicos y espectroscopia foto electrónica de rayos X (XPS). Al final, se obtuvieron nanocompuestos formados de una matriz politerpénica a diferentes concentraciones de nanofibra de celulosa NFC-1942 (1%, 2%, 3% y 5% p/p) llevándose a cabo la caracterización de los nanocompuestos finales, tanto mecánica como térmica. Posteriormente, fue incorporado un 3 % p/p de las nanofibras de celulosa al homopolímero de PB, así como al copolímero de Polibutadieno-Polifarneseno y se le realizaron pruebas de desempeño mecánicas a las probetas hechas de estos nanocompositos.

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Materiales porosos Osteogénicos y Antibacteriales a base de PEEK/Nanohíbridos de Hidroxiapatita-Óxido de Zinc por Impresion 3D con uso de Potencial en Implantes Dentales

Susana Alejandro Rodríguez Alvarado (2022, [Tesis de maestría])

En este estudio se reporta el desarrollo de materiales porosos a base de poli (éter-éter-cetona) (PEEK) con nanohíbridos (NH) de hidroxiapatita-ZnO (HAp-ZnO), fabricados mediante impresión 3D, direccionados a su uso potencial como implantes dentales.

Primero se llevaron a cabo experimentos exploratorios para la síntesis de los NH de HAp- ZnO, en donde se evaluó el efecto de la concentración de los precursores, el método de adición (en agitación mecánica o asistida por ultrasonido) y el método de síntesis (sonoquímica o asistida por microondas). Los nanohíbridos se caracterizaron por microscopía electrónica de transmisión (TEM) y difracción de rayos X (DRX), para seleccionar aquel que exhibiera las señales características de los planos cristalográficos de la HAp y el ZnO, así como una distribución uniforme del ZnO en la superficie de la HAp. El nanohíbrido seleccionado se caracterizó por espectroscopía de fotoelectrones emitidos por rayos X (XPS) para identificar las interacciones entre el ZnO e HAp.

Posteriormente se obtuvieron tres nanocompuestos a base de PEEK: i) PEEK cargado con 1 % (m/m) de HAp, al que se le denominó PEEK/HAp, ii) PEEK cargado con 1 % (m/m) del nanohíbrido de HAp-ZnO (PEEK/nanohíbrido) y iii) PEEK cargado con 1 % (m/m) de una mezcla física de HAp y ZnO, con una proporción de HAp:ZnO igual al del nanohíbrido, al que se identificó como PEEK/Mezcla. Los nanocompuestos obtenidos se caracterizaron térmicamente por calorimetría diferencial de barrido (DSC) y análisis termogravimétrico (TGA). Con los nanocompuestos se manufacturaron filamentos de 1.75 mm de diámetro para su uso en impresión de 3D de los prototipos porosos. La caracterización de estos prototipos consistió en análisis fisicoquímico, termomecánico, antibacterial y de bioactividad.

De los experimentos exploratorios para la síntesis de ZnO sobre HAp, se seleccionó el nanohíbrido que se obtuvo mediante la adición de los precursores del ZnO asistido por ultrasonido, seguido de la síntesis por microondas, al ser el único que exhibió una distribución uniforme del ZnO en la superficie de la HAp. En este nanohíbrido la HAp era de ~70 nm de diámetro con nanopartículas de ZnO de ~4.4 nm. Los resultados de la caracterización por DRX indicaron que el ZnO sintetizado sobre la HAp está en la fase wurtzita, y su síntesis no indujo cambios evidentes en la estructura cristalina de la HAp. Sin embargo, los cambios en las energías de enlace en las orbitales Ca 2p, P 2p y O 1s de la HAp- ZnO con respecto a la HAp, sugieren que existen interacciones entre la HAp y el ZnO.

Los nanocompuestos de PEEK/HAp y PEEK/nanohíbrido no presentaron cambios significativos en su cristalinidad con respecto al del PEEK prístino, mientras que el nanocompuesto PEEK/Mezcla física de HAp-ZnO, exhibió un aumento en la cristalinidad.

El análisis mecánico dinámico (DMA) indicó que todos los nanocompuestos no exhibieron cambios significativos en la Tg con respecto al PEEK prístino. En lo que respecta al módulo de almacenamiento (E’), se encontró que la adición d la HAp y de la mezcla física de HAp- ZnO incrementaron ligeramente E’, ~9% y 13% respectivamente. Por su parte el nanocompuesto PEEK/nanohíbrido exhibió un E’=1.13 GPa, similar al del hueso esponjoso (0.75-3 GPa) y ~60% mayor que el del PEEK prístino. Los ensayos de actividad antibacteriana indicaron que los prototipos porosos de PEEK/nanohíbrido exhibieron un mayor porcentaje de inhibición (93% a las 2 h y 100% a las 24 h) que el PEEK/mezcla (50% a las 2h y 97% a las 24 h). Mientras que la prueba de bioactividad sugiere que el uso del nanohíbrido provoca un buen crecimiento de apatita en la superficie de los prototipos porosos.

Con estos resultados se concluye que los prototipos obtenidos por impresión 3D del nanocompuesto PEEK/nanohíbrido presentó las mejores propiedades mecánicas, antibacterianas y bioactivas, y por consiguiente lo posicionan con un buen candidato para su uso en implantes dentales.

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