Pasotti, Virgina Soledad2025-03-142025-03-142022Pasotti, Virginia Soledad. (2022). Preparación de materiales biocompuestos a partir de quitosano con aplicaciones biomédicas. Tesis doctoral. Universidad Nacional de la Patagonia San Juan Bosco.https://rdi-test.unp.edu.ar/handle/123456789/136Los biopolímeros son actualmente estudiados en el campo de la ingeniería de tejidos y medicina regenerativa para ser utilizados en la fabricación de apósitos que contribuyan a la recuperación de los tejidos dañados. La quitina y el quitosano, como tales, pueden destinarse a interactuar con sistemas biológicos cumpliendo importantes roles en la salud humana. Las matrices poliméricas obtenidas a partir de estas materias primas de origen natural, son una alternativa para desarrollar nuevos materiales, respetando los parámetros de la química verde y sustentable. El órgano más grande en la mayoría de los vertebrados es la piel. Esta, presenta una compleja estructura de tres capas, las cuales en condiciones normales tienen la capacidad de auto regeneración. La integridad de este órgano puede perderse debido a una injuria y producirse heridas extensas y profundas. Esto podría ocurrir por traumas agudos, heridas crónicas, intervenciones quirúrgicas y quemaduras. Si bien la cicatrización de heridas es el proceso natural del cuerpo para la regeneración de daños y/o tejidos, la aplicación de un apósito apropiado en cuanto a su composición y con el agregado de un agente cicatrizante oportuno, puede ser capaz de mejorar el proceso de curación considerablemente, mediando en la etapa correcta y en la prestación de excelentes condiciones para la cicatrización. Desde hace más de 60 años se ha demostrado que la heparina es útil en el tratamiento de las quemaduras, pues además de su propiedad anticoagulante tiene cualidades angiogénicas, antiinflamatorias, analgésicas y regenerativas del colágeno. Los primeros estudios, en perros, cerdos y ovejas, en los que se utilizó heparina de un modo experimental, demostraron que se obtenían mejores resultados en el tratamiento de las quemaduras, por lo que se amplió el uso a seres humanos. En el tratamiento de quemaduras de segundo y tercer grado con heparina en humanos, se observó mejoría notable del bienestar del paciente, permitió reducir el uso de analgésicos, se observó disminución de la frecuencia de infecciones y mejoría en el tiempo de reparación tisular. El objetivo de este trabajo fue preparar apósitos, a partir de polímeros obtenidos de residuos costeros de nuestra zona, que resulten útiles para la curación de quemaduras dérmicas mediante el agregado de Heparina. La quitina y el quitosano son polisacáridos que pueden obtenerse a partir de cáscaras de crustáceos y la gelatina de pescado es una proteína que puede obtenerse a partir de piel de merluza. Estos polímeros son ampliamente estudiados en la actualidad, para la elaboración de biomateriales para el cuidado de heridas y quemaduras, debido a su biocompatibilidad, biodegradabilidad, capacidad de formar films y similitud a las moléculas que comprenden la matriz extracelular. El aprovechamiento de las cáscaras como materia prima en la obtención de estos biopolímeros aportaría una solución, ya que en nuestra zona, estos residuos costeros, constituyen un problema ecológico. En el Golfo San Jorge se desarrollan varias actividades económicas de relevancia, entre ellas dos pesquerías industriales: la pesquería de merluza común y la pesquería de langostino patagónico. Los residuos generados en la industria pesquera, luego de pelar los langostinos para comercializar su carne, son responsables de un gran problema ambiental en la provincia. Esto se debe a que la disposición final de estos restos, generalmente, es la propia playa, generando acumulación y problemas como el mal olor, el establecimiento de focos infecciosos, y el aumento poblacional de especies oportunistas, como las gaviotas e invasión de moscas. De acuerdo al objetivo planteado, los resultados de esta tesis se presentan de la siguiente manera: En el primer capítulo se resumen la definición, estructura, fuentes, métodos de obtención, así como aplicaciones de la quitina y el quitosano y los principales métodos de caracterización. Por otro lado, se describen los polímeros utilizados como entrecruzantes para mejorar las propiedades de los films preparados. Se describe una reseña de los problemas ecológicos generados por los residuos costeros y la manera de reutilizarlos para mejorar este inconveniente. En el capítulo 2 se exponen los objetivos del trabajo. En el capítulo 3, se describen los métodos utilizados a lo largo de todo el trabajo para la obtención y caracterización de polímeros y films en cada etapa. En el capítulo 4 se detallan la obtención específica de quitina y quitosano con los rendimientos obtenidos y su caracterización a través de determinaciones como peso molecular, grado de desacetilación, entre otras. La preparación de films y la medición de propiedades de transporte y mecánicas de estos materiales poliméricos. En el capítulo 5 se describen la síntesis y caracterización de soportes poliméricos de quitosano con otros polímeros naturales y semisintéticos. La caracterización y determinación de las propiedades de estos materiales. También el agregado de un agente antifúngico para evitar la contaminación de los films. En el capítulo 6 se describen la preparación de films con quitosano de cáscara de langostino, gelatina de pescado y ácido tánico con agregado de aceites esenciales para aumentar su carácter biosustentable ya que se utilizan todos productos de origen natural. También se detallan la caracterización y medición de las propiedades de estos films. En el capítulo 7 se detallan los estudios de carga y liberación controlada del agente cicatrizante elegido, Heparina, a partir de los films descriptos en el capítulo anterior. Finalmente, en la última sección, se indican las conclusions finales y las proyecciones para futuros trabajos.Biopolymers are currently being studied in the field of tissue engineering and regenerative medicine to be used in the manufacture of dressings that contribute to the recovery of damaged tissues. Chitin and chitosan, as such, can be used to interact with biological systems fulfilling important functions in human health. The polymer matrices obtained from these raw materials of natural origin are an alternative to develop new materials, respecting the parameters of green and sustainable chemistry. The largest organ in most vertebrates is the skin. This presents a complex structure of three layers, which under normal conditions can self-regenerate. But due to an injury, that integrity can be lost, and extensive and deep wounds can be produced. This could occur from acute trauma, chronic wounds, surgical interventions, and burns. Although wound healing is the body's natural process for the regeneration of damage and/or tissues, the application of an appropriate dressing in terms of its composition and with the addition of a timely healing agent may be able to improve the healing process considerably by mediating at the right stage or providing excellent conditions for healing. For more than 60 years, heparin has been shown to be useful in the treatment of burns, since in addition to its anticoagulant properties, it has angiogenic, anti-inflammatory, analgesic, and collagen regenerative qualities. The first studies, in dogs, pigs, and sheep, in which heparin was used experimentally, showed that better results were obtained in the treatment of burns, so its use was extended to humans to treat second and third-degree burns. Remarkable improvement in patient well-being, in tissue repair time, and reduction in the frequency of infections was observed by reducing the use of analgesics. The objective of this work was to prepare dressings useful for healing dermal burns, by adding Heparin to polymers obtained from coastal waste in our area. Chitin and chitosan are polysaccharides that can be obtained from crustacean shells. Fish gelatin is a protein that can be obtained from hake skin. These polymers are currently widely studied for the preparation of biomaterials for the care of wounds and burns, due to their biocompatibility, biodegradability, ability to form films and similarity to the molecules that comprise the extracellular matrix. The use of coastal waste as raw material to obtain these biopolymers was considered in this work, since in our area they constitute an ecological problem. Several important economic activities take place in the Golfo San Jorge, including two industrial fisheries: the common hake fishery and the Patagonian shrimp fishery. The waste generated in the fishing industry, after shelling the prawns to market their meat, is responsible for a major environmental problem in the province. This is since the final disposal of these remains is generally the beach itself, generating accumulation and problems such as bad odor, the establishment of infectious sources, and the population increase of opportunistic species, such as seagulls as well as flies. According to the stated objective, the results of this thesis are presented as follows: The first chapter summarizes the definition, structure, sources, methods of obtaining as well as applications of chitin and chitosan and the main characterization methods. Also, the polymers used as crosslinkers to improve the properties of the prepared film are described. A review of the ecological problems generated by coastal waste and the way to upcycle those to solve this issue is described. In chapter 2, the objectives of the work are explained. In chapter 3, the methods used throughout this work to obtain and characterize polymers and films at each stage are described. In chapter 4, details about the specific obtention of chitin and chitosan with the yields obtained and their characterization through determinations such as molecular weight, degree of deacetylation, are given. The preparation of films and the measurement of transport and mechanical properties of these polymeric materials are also addressed in this chapter. In chapter 5, the synthesis and characterization of chitosan polymer supports with other natural and semisynthetic polymers is described. Including the characterization and determination of the properties of these materials, and the addition of an antifungal agent to avoid contamination of the films. In chapter 6, the preparation of films with chitosan from shrimp shell, fish gelatin and tannic acid with the addition of essential oils to increase their bio sustainability, since all products of natural origin are used, is described. The characterization and measurement of the properties of these obtained materials are also detailed in this chapter. In chapter 7, the loading and controlled release studies of the chosen healing agent, Heparin, from the previous obtained films is described. Finally, in the last section, the conclusions reached and the prospects for future work are shown.217 p.info:eu-repo/semantics/openAccesshttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/MEDICINA REGENERATIVATEJIDOQUITINAQUITOSANOPOLISACARIDOSTesis de doctorado