Proyectos


MATERIALES BIONANOHÍBRIDOS Y SUS APLICACIONES BIOTECNOLÓGICAS EN EL SECTOR DE LA SALUD. Estancia Postdoctoral

 
INVESTIGADOR(ES) PRINCIPAL(ES):
NOMBRE
DEDICACIÓN

Lina Marcela Orozco Arboleda

0 horas

 
CODIGO CIE

5-18-8

NOMBRE DEL GRUPO DE INVESTIGACIÓN

POLIFENOLES

INTEGRANTES DEL PROYECTO
NOMBRE
TIPO
DEDICACIÓN

Juan Carlos Sepulveda Arias

Docente

0 Horas

 
TIPO DE CONVOCATORIA

2017. Convocatoria Programa De Estancias Postdoctorales Beneficiarios Colciencias

TIPO DE PROYECTO

Investigación Aplicada

OBJETIVO(S)

Objetivo general: Sintetizar y caracterizar materiales bionanohíbridos basados en proteínas y óxidos nanoparticulados de cerio, titanio y circonio, para aplicaciones biotecnológicas en el sector salud. Objetivos específicos: 1) Sintetizar y caracterizar diferentes tipos de óxidos nanoparticulados de cerio, titanio y circonio por medio de procesos hidrotérmicos. 2. Sintetizar y caracterizar materiales bionanohíbridos a partir de fibroina y óxidos nanoparticulados de cerio, titanio y circonio, y evaluar su potencial como soportes para medicina regenerativa de cartílago y hueso. 3) Sintetizar y caracterizar materiales bionanohíbridos a partir de la enzima serratiopeptidasa y óxidos nanoparticulados de cerio, titanio y circonio, y evaluar su actividad proteolítica y fibrinolítica.

RESUMEN

Uno de los campos de investigación en nanotecnología, se centra en el desarrollo de materiales híbridos orgánicos-inorgánicos en íntima interacción a una escala nanométrica. Específicamente en este trabajo se busca diseñar, caracterizar y evaluar nuevos materiales que estén formados por un componente orgánico e inorgánico para su potencial aplicación en el sector salud. En este sentido se tienen dos áreas de estudio: (i) obtención y evaluación de óxidos nanoparticulados de cerio y titanio incluidos en hidrogeles de fibroína que se puedan implementar como soporte celular en medicina regenerativa, y (ii) evaluación de la actividad proteolítica de la enzima serratiopeptidasa anclada en un soporte de óxido de titanio. Los materiales inorgánicos nanopartículados de óxido de cerio, titanio y circonio se prepararon a través de tratamiento hidrotermal en condiciones ácidas o básicas. A través de microscopía electrónica de barrido (SEM), espectroscopia de infrarrojo (FTIR ¿ATR) y difracción de rayos-X se comprobó la morfología de las nanopartículas y se demostró la síntesis de los óxidos de cerio, titanio y circonio. Los materiales bionanohíbridos fabricados a partir de fibroína y los óxidos inorgánicos de cerio, titanio y circonio también fueron caracterizados por SEM, FTIR-ATR, análisis termogravimétrico (TGA). Para establecer el potencial de estos materiales bionanohíbridos como soporte celular, se realizaron ensayos de citotoxicidad (LIVE/DEAD) y ensayos de proliferación (Alamar Blue) sobre las células madre mesenquimales humanas (hMSCs). Los resultados mostraron que a un tiempo de incubación de 72 h, la inclusión de las nanopartículas de óxido de cerio con morfología de cubos, octaedros y rods produjeron una alta tasa de crecimiento celular estadísticamente significativa, al igual que no indujeron citotoxicidad en las hMSCs, lo que indica que estos soportes pueden ser considerados promisorios para medicina regenerativa de hueso y cartílago. Sin embargo, los resultados también sugieren que la inclusión de las nanopartículas induce un efecto citotóxico dependiente de la concentración del material inorgánico para los óxidos de titanio y circonio con morfología de rods, tubos y barras. La enzima serratiopetidasa aislada de la bacteria Serratia marcescens fue inmovilizada sobre nanopartículas de óxidos inorgánicos de circonio, cerio y titanio, vía EDC y glutaraldehído. Estos dos compuestos actúan como entrecruzantes bifuncionales para acoplar covalentemente la enzima al soporte inorgánico. La inmovilización fue probada bajo diferentes condiciones de reacción y empleando ambas vías de anclaje. Se encontró que la enzima inmovilizada vía glutaraldehído exhibe los mejores resultados de actividad proteolítica sobre la caseína a un valor de pH neutro, tiempo de incubación de 4 h y temperatura de 4 °C. Por otro lado, para la enzima inmovilizada por medio de EDC, los mejores resultados se obtuvieron bajo un tratamiento de incubación de 24 h y a temperatura ambiente. Se encontró que, a través de ambos métodos, aunque en mayor proporción para el método de EDC, se produce un fenómeno de adsorción superficial que compite con la unión covalente de la enzima a la superficie. Este fenómeno fue estudiado en ausencia de los agentes entrecruzantes y empleando nanopartículas sin modificaciones superficiales y funcionalizadas con grupos amino. Para finalizar, se puede concluir que en este trabajo se fabricaron materiales bionanohíbridos con aplicaciones en el sector salud. Esto debido a que se consiguió obtener un hidrogel biocompatible compuesto de fibroína y óxido de cerio que puede ser empleado en medicina regenerativa de hueso y cartílago. Y adicionalmente, se logró inmovilizar la enzima proteolítica serratiopetidasa en diferentes óxidos inorgánicos.

ESTADO

Concluye Parcialmente

FECHA DE INICIO

06/02/2018

FECHA DE FINALIZACION

06/02/2019

PRODUCTOS
NOMBRE
CATEGORÍA
ENLACE

Cerium and zirconium oxides as active catalyst for the synthesis of ketones from aldehyde: hydrogen production and mechanistical insight

Ponencia en evento especializado

Inmovilización de la enzima serratiopeptidasa sobre nanopartículas de óxido de titanio

Trabajo de grado de maestría

Inmovilización de la enzima serratiopeptidasa sobre óxido de cerio, titanio y circonio

Trabajo de grado de pregrado

Inmovilización de una serratiopeptidasa en nanopartículas de óxido de titanio para uso biomédico

Ponencia en evento especializado

 
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