Jornadas de Investigación
URI permanente para esta comunidad
Navegar
Examinando Jornadas de Investigación por Autor "Agudelo Pérez, Natalia Andrea"
Mostrando 1 - 8 de 8
Resultados por página
Opciones de ordenación
Publicación Acceso abierto Absorción óptica en puntos cuánticos de materiales semiconductores biofuncionalizados(2024-09) Restrepo Arango, Ricardo León; Prada, A.; Agudelo Pérez, Natalia Andrea; Echeverri Cuartas, Claudia Elena; Agudelo Pérez, Natalia AndreaDadas las propiedades optoelectrónicas del arseniuro de galio (GaAs), actualmente es un candidato prometedor para el desarrollo de plataformas óptimas para dispositivos de biosensores ópticos. La biofuncionalización de este semiconductor se puede lograr utilizando biomateriales ampliamente explorados en las ciencias de la vida para diagnósticos. En este estudio, investigamos el impacto sinérgico de una capa de biomaterial funcional y un potencial de confinamiento diatómico en las propiedades electrónicas y ópticas de los puntos cuánticos esféricos de GaAs/AlGaAs/Bioshell. Los cálculos se realizaron mediante aproximaciones de masa efectiva y banda parabólica, y la ecuación de Schrödinger se resolvió para un electrón confinado utilizando el método de elementos finitos (FEM). Nuestros hallazgos revelan que las alteraciones en el tamaño del núcleo de GaAs, la capa de AlGaAs, la capa de biomaterial y los parámetros de potencial de confinamiento dan como resultado variaciones significativas en las energías de los puntos cuánticos de electrones y en el espectro de absorción óptica. Concluimos que los parámetros del potencial de confinamiento diatómico permiten ajustar las energías de los estados excitados y el fundamental, modulando así las amplitudes y posiciones de los picos en las propiedades ópticas obtenidas. Este control matizado sobre las propiedades de los puntos cuánticos es prometedor para adaptar el rendimiento de los dispositivos en aplicaciones de bio-detección óptica. Al mejorar la sensibilidad y la especificidad en la detección de biomoléculas, estos dispositivos podrían revolucionar el diagnóstico biomédico, ofreciendo una detección rápida y precisa de enfermedades o biomarcadores.Publicación Acceso abierto Efecto de la actividad antioxidante de un extracto vegetal sobre la síntesis de nanoestructuras de oro usadas en aplicaciones de salud(2024-09) Echeverri Cuartas, Claudia Elena; Agudelo Pérez, Natalia Andrea; Torijano Gutiérrez, Sandra Adela; Patiño-González, M. C.; Agudelo Pérez, Natalia Andrea; Torijano Gutiérrez, Sandra AdelaLas nanobarras de oro (AuNR) han surgido con materiales promisorios para ser usados en nuevos tratamientos alternativos como la terapia fototérmica para el tratamiento de cáncer. Estas nanoestructuras tienen tamaños aproximadamente de 10 nm de ancho y 40 nm de largo; exhiben propiedades ópticas que depende del plasmón de resonancia superficial longitudinal (LSPR) y transversal (TSPR), las cuales se observan como dos bandas de absorción en el espectro visible. De acuerdo con la anterior, la presencia de los plasmones de resonancia permite identificar diferentes morfologías de oro obtenidas al variar las condiciones de síntesis. En esta investigación se utilizó el método sin semilla y, adicionalmente, se hizo uso del proceso de “síntesis verde” de nanoestructuras al utilizar un extracto acuoso de frutas como agente reductor débil de la síntesis de las nanoestructuras de oro. Por lo anterior, para conocer el efecto de estos agentes reductores verdes, sobres las características finales de las nanoestructuras de oro obtenidas, inicialmente, se seleccionaron dos frutas a través de una matriz de calificación y del estudio de la capacidad antioxidante y de la cantidad de fenoles totales. A partir de este estudio se seleccionaron la mora y la gulupa como las frutas con las cuales se iba a preparar el extracto para obtener las nanoestructuras de oro. Posteriormente, se llevó a cabo un proceso de optimización a través de un diseño de experimentos de superficie de respuesta con cinco variables de entrada y cuya variable de salida era el LSPR, con el cual se buscaba identificar las condiciones experimentales que condujeran a la obtención de nanoestructuras de oro. De las caracterizaciones morfológicas y ópticas se evidenció que la capacidad antioxidante tiene un efecto en las características finales de las nanoestructuras obtenidas en términos de la cantidad aparente de partículas obtenidas, del tamaño de las partículas y del tipo de partícula (esferas, barras, cubos, “hueso”).Ítem Acceso abierto Nanobarras de oro obtenidas con extracto de mora y estabilizadas con polietilenglicol(2025) Echeverri Cuartas, Claudia Elena; Agudelo Pérez, Natalia AndreaLas nanobarras de oro (AuNBs) son un tipo de nanoestructuras que se caracteriza por sus propiedades anisotrópicas, las cuales pueden ser usadas en terapia fototermal. Aunque existen métodos estandarizados que permiten obtener este tipo de nanoestructuras con la longitud y relación de aspecto requerido para esta aplicación, también se ha encontrado que estas nanobarras pueden tener efectos citotóxicos asociados a los agentes usados durante el proceso de síntesis y no debido al calor que generan al ser “excitadas” con un láser. Debido a lo anterior, se han propuesto métodos alternativos que buscan reducir la toxicidad intrínseca del proceso de síntesis de las nanobarras, con el fin de poder eliminarlos fácilmente en la etapa de purificación de las nanobarras. En el caso particular, se ha implementado una metodología en la que se sintetizan las nanobarras de oro usando extractos naturales acuosos que, si bien permiten obtener las nanoestructuras deseadas y se usa una cantidad de reactivos menor que la síntesis tradicional, también se ha determinado que, dependiendo de las características del extracto, puede dificultarse la separación de morfologías. En este trabajo se llevó a cabo la síntesis verde de las nanobarras usando extracto acuoso de mora, las cuales fueron caracterizadas por medio de espectrofotometría de UV-Vis y se determinó la longitud de onda en que se encontraba el plasmón de resonancia superficial longitudinal (LSPR), lo cual también es indicativo de la forma de la nanopartícula. Según los resultados obtenidos, el extracto de mora favorece la formación de nanoestructuras en forma de barra con valores de LSPR alrededor de 800 y 900 nm. Posteriormente, se purificaron las AuNBs obtenidas para eliminar el CTAB remanente y facilitar el recubrimiento con PEG tiolado (PEG-SH). El PEG-SH es un polímero que se caracteriza por la reactividad del grupo tiol, que facilita su enlazamiento covalente a las nanopartículas y, además, por conferir estabilidad estérica a las nanopartículas. En particular, para este proyecto, se usó un método de recubrimiento de AuNBs reportado previamente en la literatura, y se identificó que no alteró la morfología de la barra, ya que se conservaron las longitudes de onda características de las nanobarras de oro (837 nm y 829 nm). Finalmente, se evaluó la estabilidad de estas nanopartículas, usando muestras de AuNBs modificadas y no modificadas con PEG-SH en PBS a 37 °C, para simular condiciones fisiológicas. Se encontró que en las AuNBs modificadas hubo un menor desplazamiento en el LSPR en comparación a las no modificadas, en un periodo de 24 h. Esto demostró que el uso de PEG para modificar las AuNBs, aumenta su estabilidad coloidal y, por ende, facilitaría su uso en entornos fisiológicos.Ítem Acceso abierto Nanomateriales semiconductores ajustables para diagnósticos biomédicos de nueva generación(2025) Prada Urrea, Angie Liseth; Echeverri Cuartas, Claudia Elena; Agudelo Pérez, Natalia Andrea; Restrepo Arango, Ricardo León; Morales Aramburo , Álvaro Luis; Duque Echeverri, Carlos AlbertoEste proyecto explora el uso de nanomateriales semiconductores—específicamente, puntos cuánticos biofuncionalizados—para el desarrollo de biosensores ópticos de próxima generación. Al modificar la estructura y las propiedades de confinamiento de estos nanomateriales, es posible controlar con precisión su comportamiento electrónico y óptico. Esta capacidad de ajuste permite crear plataformas de biosensado altamente sensibles y específicas, con un gran potencial para la detección rápida y precisa de enfermedades. La investigación se alinea con los objetivos estratégicos en innovación desde las ciencias básicas a la salud y podría fortalecer significativamente las contribuciones de la universidad en el ámbito del diagnóstico en salud y la nanotecnología.Ítem Acceso abierto Obtención de celulosa bacteriana derivada de la kombucha con potencial aplicación en empaques biodegradables(2025) Melo Ortiz, Miguel; Echeverri Cuartas, Claudia Elena; Urrego García, Dallany Milena; Agudelo Pérez, Natalia Andrea; Torijano Gutiérrez, Sandra Adela; Montoya Góez, Yesid de JesúsLa contaminación por plásticos de un solo uso representa un desafío ambiental crítico, especialmente en la industria de alimentos, donde los empaques desechables son ampliamente utilizados. En respuesta a esta problemática, este proyecto propone el uso de celulosa bacteriana producida por cultivos simbióticos de bacterias y levaduras (SCOBY), obtenidos del cultivo de kombucha, como una alternativa biodegradable y sostenible para la fabricación de empaques. El proceso inicia con la fermentación de un medio nutritivo a base de té y una fuente de carbono. Aunque el azúcar es el sustrato tradicional, se podría evaluar residuos orgánicos como cáscaras de frutas y otros desechos agroindustriales como materia prima, lo que permite reducir costos, promover la economía circular y mejorar la sostenibilidad del proceso. Durante la fermentación, se forma una película gelatinosa de celulosa bacteriana sobre la superficie del medio, la cual es cosechada, purificada y liofilizada para su caracterización.. Adicionalmente, se evaluó la mezcla de la celulosa obtenida con polivinil alcohol (PVA) con el fin de analizar los cambios en las propiedades de la celulosa bacteriana al mezclarse con otros polímeros biodegradables. A las películas obtenidas se le realizaron pruebas que incluyen análisis físico-mecánicos, químicos y microbiológicos, con el fin de determinar su viabilidad como material de empaque. Además, se estudian los subproductos del proceso fermentativo, como la presencia de ácidos orgánicos y compuestos fenólicos con propiedades antioxidantes, lo que abre la posibilidad de integrar un modelo de biorrefinería para aprovechar todo el potencial del cultivo. El enfoque inicial está orientado hacia empaques biodegradables de alimentos, con un diseño que permita compostabilidad y reducción del impacto ambiental. Sin embargo, el proyecto plantea una futura diversificación hacia sectores de mayor valor agregado, como biomateriales para dispositivos médicos, tejidos y farmacéutica.Ítem Acceso abierto Obtención de nanopartículas compuestas basadas en alginato de sodio e hidroxiapatita con potenciales aplicaciones en el campo de la ingeniería biomédica(2025) Gómez Cataño, Juan Alejandro; Giraldo Restrepo, Miguel; Albino Pérez, Mary Leidy; Agudelo Pérez, Natalia Andrea; Echeverri Cuartas, Claudia ElenaLas nanopartículas poliméricas son especialmente prometedoras en el campo de la ingeniería biomédica debido a su capacidad para proporcionar una liberación controlada de fármacos, además de mejorar la biocompatibilidad. En particular, las nanopartículas tipo core-shell presentan ventajas significativas frente a las nanopartículas simples. Estas estructuras, compuestas por un núcleo de un material recubierto por otro diferente, ofrecen mejoras como menor citotoxicidad, mayor dispersabilidad, mejor biocompatibilidad y citocompatibilidad, mayor capacidad de conjugación con moléculas bioactivas, así como una estabilidad térmica y química superior. Polímeros como el alginato de sodio y materiales cerámicos como la hidroxiapatita de fosfato de calcio (HA) han despertado especial interés en el desarrollo de soluciones biomédicas, debido a sus propiedades de biocompatibilidad, biodegradabilidad, no toxicidad, mucoadhesión, gelificación y formación de películas. La hidroxiapatita en particular destaca por estrecha similitud química con el hueso natural, lo cual ha motivado una amplia investigación en el uso de HA sintética como sustituto óseo o material de reemplazo en aplicaciones biomédicas. El uso de HA a escala nanométrica es especialmente relevante, ya que en este tamaño se ha reportado un aumento significativo en la adsorción de proteínas y en la adhesión de osteoblastos. De lo reportado en la literatura, la combinación de estos dos materiales se ha reportado para obtener hidrogeles implantables o inyectables y micropartículas, pero no nanopartícula; por lo tanto, en este trabajo se propone la estandarización de un protocolo que permita obtener nanopartículas compuestas tipo core-shell de manera sencilla, replicable y reproducible. Para ello, se variaron las cantidades de reactivos y se evaluaron diferentes tasas de goteo, así como tiempos de estabilización y mezcla de soluciones, con el fin de determinar su influencia en el tamaño de las nanopartículas. Asimismo, se sintetizó HA, la cual se empleó como núcleo en la formación de nanopartículas compuestas tipo core-shell mediante el método de síntesis por precipitación, utilizando alginato de sodio como recubrimiento. Las partículas obtenidas presentaron el menor tamaño tuvieron un diámetro promedio de 165,5 nm y un índice de polidispersidad de 0,204. Se ha podido concluir que es posible obtener nanopartículas de menor tamaño al emulsionar previamente la solución que contiene los polímeros antes del goteo, y al realizar dicho goteo de forma manual. El trabajo continúa enfocado en la optimización del protocolo con el objetivo de alcanzar tamaños aún menores, similares a los nanocristales presentes en tejido óseo.Ítem Acceso abierto Sistema de liberación de curcumina basado en un hidrogel híbrido inyectable(2025) Córdoba Gualmtán, Eduard Alexander; Echeverri Cuartas, Claudia Elena; Agudelo Pérez, Natalia AndreaEl cáncer de mama es una de las enfermedades con mayor amenaza para las mujeres; es uno de los tipos de cáncer con mayor incidencia en el mundo y se ha convertido en una de las principales causas de muerte en mujeres. De las terapias más comunes para el tratamiento de este tipo de cáncer se encuentra la resección quirúrgica y como terapia sistémica se encuentra la quimioterapia. Sin embargo, durante el tiempo que transcurre entre la cirugía y la terapia sistémica, las células tumorales que quedan pueden comenzar a proliferar y conducir a la recurrencia del cáncer. Debido a lo anterior surge la necesidad de seguir avanzando en las investigaciones, de tal forma que se pueda llegar a alternativas que permitan superar los desafíos de las terapias convencionales. Dentro de las alternativas propuesta se encuentran diferentes métodos de administración localizada de principios activos; siendo los hidrogeles inyectables uno de estos métodos de administración que permite lograr la hemostasia y la supresión tumoral durante la cirugía de cáncer de mama. Aunque los hidrogeles reducen los efectos adversos y la toxicidad de los principios activos, aún presentan la limitación asociada a los fenómenos de liberación explosiva de los principios activos; por lo tanto, se ha optado por incorporar nanopartículas a los hidrogeles inyectables, con el fin de controlar la liberación de los principios activos. De acuerdo con lo anterior, en este proyecto se evaluaron los perfiles de liberación de curcumina (una molécula modelo que ha sido utilizada en investigación para el tratamiento de cáncer) utilizando tres sistemas: un hidrogel inyectable de agarosa oxidada y carboximetilquitosano, nanopartículas de un copolímero de PLA-b-PEG (poliácido láctico-b-polietilenglicol) y un sistema híbrido que combina el hidrogel con las nanopartículas. Para el caso del hidrogel, se analizaron diversas propiedades, incluyendo la gelificación, inyectabilidad, jeringabilidad, capacidad de autorreparación, así como sus características reológicas, mecánicas, morfológicas, de hinchamiento y degradación. En cuanto a las nanopartículas, primero se llevó a cabo la síntesis y caracterización del polímero, luego se procedió a preparar las nanopartículas, las cuales se caracterizaron en términos de tamaño, índice de polidispersidad, carga superficial y eficiencia de encapsulación de curcumina. Posteriormente, se desarrolló un sistema híbrido que también fue caracterizado, prestando especial atención a su comportamiento frente al hinchamiento y la degradación en condiciones simuladas de pH tumoral. Finalmente, a partir de las propiedades obtenidas para cada componente, se evaluaron los perfiles de liberación de curcumina. Para ello, se aplicaron modelos cinéticos clásicos de liberación de fármacos con el fin de determinar los mecanismos implicados en cada caso. De los resultados obtenidos, se encontró que los tres sistemas presentan perfiles de liberación diferentes y que en el sistema híbrido la liberación es más retardada debido a las diferentes barreras que debe sobrepasar la curcumina, lo cual podría ser positivo para sistemas de liberación prolongados.Publicación Acceso abierto Sistema híbrido de hidrogel inyectable con nanopartículas como plataforma para la liberación de curcumina(2024-09) Echeverri Cuartas, Claudia Elena; Agudelo Pérez, Natalia Andrea; Córdoba, E.; Agudelo Pérez, Natalia AndreaEn esta investigación se desarrolló un sistema híbrido basado en un hidrogel inyectable de carboximetil quitosano (CMQ) y agarosa oxidada (AO) en el que se inmovilizan nanopartículas de PLA-b-PEG cargadas con curcumina. Se evaluaron varias proporciones de AO:CMQ (60:40, 50:50 y 40:60) para obtener los hidrogeles y se observó que estos adquieren una consistencia de gel estable a temperatura fisiológica (37 ºC); además, se dejaron inyectar a través de una aguja calibre 21 G con fuerzas inferiores a 30 N. Asimismo, las propiedades mecánicas demostraron que los hidrogeles tienen una alta resistencia a la compresión y valores de módulo de Young similares a los de algunos tejidos humanos (5–20 kPa). Además, los hidrogeles presentaron un comportamiento termosensible, dada la presencia de la AO en la mezcla. Los hidrogeles presentaron porcentajes de hinchamiento de hasta 3090 ± 343 %, gracias a la alta hidrofilicidad de los polímeros y a la estructura porosa que se observó mediante microscopía electrónica de barrido (SEM). También, gracias al entrecruzamiento químico mediante enlaces imina, los hidrogeles mostraron la capacidad de autorreparación y tuvieron bajas tasas de degradación, siendo la máxima de 21,04 ± 2,59 %, sin variaciones grandes en el tamaño y manteniendo su geometría. Por otra parte, se obtuvieron nanopartículas de PLA-b-PEG con un tamaño de 74,4 ± 2,3 nm e índice de polidispersidad (PDI) de 0,195 ± 0,027; estas demostraron ser estables en el tiempo y a altas temperaturas, sin sufrir alteraciones relevantes en su tamaño o PDI. Además, se logró encapsular curcumina con una eficiencia del 62,4 ± 2,0 % y capacidad de carga de 2,09 ± 0,13 %. Finalmente, al mezclar ambos sistemas, no se observaron cambios importantes en las propiedades del hidrogel, por lo que se concluye que este sistema híbrido tiene el potencial para ser usado en aplicaciones biomédicas.