Comparación In vitro de la eficacia antibacteriana de dos medicaciones intraconducto hidróxido de calcio y quitosano / In Vitro comparison of the antibacterial efficacy of two intracanal medications calcium hydroxide and chitosan

Resumen Objetivo: Determinar cuál de estas medicaciones intraconductos (hidróxido de calcio, quitosano e hidróxido de calcio+quitosano), muestra más efecto antibacteriano en la sensibilidad de la bacteria Enterococcus faecalis. Metodología: Se realizó un estudio in vitro por la técnica de susceptibilidad antimicrobiana aplicando el método macrodilución con el objeto de establecer si una concentración de los compuestos tres grupos: Grupo 1: hidróxido de calcio. Grupo 2: quitosano. Grupo 3: hidróxido de calcio+quitosano posee actividad antibacteriana ante la bacteria Enterococcus faecalis y para apoyar esta prueba se realizó la técnica antibiograma por medición de halos de inhibición con el objetivo de determinar la sensibilidad de Enterococcus faecalis a las medicaciones intraconducto hidróxido de calcio y quitosano. Resultados: Existen diferencias estadísticamente significativas en las medicaciones intraconducto de hidróxido de calcio, quitosano e hidróxido de calcio+quitosano frente a la bacteria E. faecalis, mostrando mejor resultado cuando se utiliza el quitosano solo, en la unidad formadora de colonias y en la técnica de antibiograma por halos de inhibición mostro mejores resultados. Limitaciones: No se presentó alguna limitación durante el presente estudio. Valor: No se ha realizado un estudio similar en la Escuela Militar de Graduados de Sanidad. Conclusiones: El quitosano es efectivo contra Enterococcus faecalis, puede reducir significativamente la cantidad de bacterias en una dilución baja de 100 mg/ml, por lo tanto podemos concluir que el quitosano es un candidato prometedor como agente antibacteriano biocompatible alternativo y puede utilizarse como medicación intraconducto a futuro en tratamientos de conductos.

Abstract Objective: Determine which of these intracanal medications (calcium hydroxide, chitosan, and calcium hydroxide+chitosan), shows more antibacterial effect on the sensitivity of Enterococcus faecalis bacterium. Methodology: An in vitro study was carried out using the antimicrobial susceptibility technique applying the microdilution method in order to establish whether a concentration of the compounds was in three groups: Cluster 1: calcium hydroxide. Cluster 2: Chitosan. Cluster 3: calcium hydroxide + chitosan has antibacterial activity against the Enterococcus faecalis bacterium and to support this test, the antibiogram technique was performed by measuring inhibition halos to determine the sensitivity of E. faecalis to intracanal medications calcium hydroxide and chitosan. Results: There are statistically significant differences in the intracanal medications of calcium hydroxide, chitosan, and calcium hydroxide+chitosan against the bacterium Enterococcus faecalis, showing better results when chitosan is used alone, in the colony-forming unit and in the antibiogram technique for inhibition halos showed better results. Limitations: Due to the shortage of Ketamine in hospital units, it is difficult to replicate the study in larger samples. Value: A similar study has not been carried out at the Escuela Militar de Graduados de Sanidad. Conclusions: Chitosan is effective against E. faecalis, it can significantly reduce the number of bacteria at a low dilution of 100 mg/ml, therefore we can conclude that chitosan is a promising candidate for an alternative biocompatible antibacterial agent and can be used as a intracanal medication in root canal treatments.

Síntesis de glicoconjugados de albúmina sérica bovina y oligosacáridos de quitosano para el análisis de adhesión bacteriana / Synthesis of glycoconjugates of bovine albumin and chitosan oligosaccharides for the analysis of bacterial adhesion / Síntese de glicoconjugados de albumina serica bovina e oligossacarídeos de quitosana para análise de adesão bacteriana

Resumen El aumento de la resistencia a los antibióticos por parte de bacterias patógenas ha motivado la búsqueda de alternativas para disminuir su utilización. Dentro de las opciones propuestas se encuentra la terapia de antiadherencia, en la cual se utilizan moléculas análogas a los glicoepítopes que son reconocidos por las bacterias para impedir la unión de éstas al tejido celular. En este estudio se llevó a cabo la obtención de glicoconjugados por medio de la reacción de Maillard partiendo de albúmina sérica bovina (BSA) y oligosacáridos de quitosano (oligosacáridos sin ultrafiltrar, ultrafiltrados y ultrafiltrados acetilados), en proporción 1:1 (p/p) a tres temperaturas de incubación (50, 60 y 70 °C) por 30 min. La caracterización de los conjugados sintetizados se realizó utilizando electroforesis (SDS-PAGE), espectroscopía de infrarrojo y espectroscopía de fluorescencia. Se realizaron ensayos de reconocimiento usando aglutinina de germen de trigo (WGA) y bacterias [Escherichia coli (K88ac y K88+)]. La caracterización por medio de electroforesis y espectroscopía de infrarrojo evidenció la unión de los oligosacáridos de quitosano a la estructura de la BSA. Además, los ensayos evidenciaron el reconocimiento de las moléculas sintetizadas tanto por la lectina WGA como por las bacterias. Los glicoconjugados sintetizados sin ultrafiltrar ni acetilar mostraron resultados muy favorables en el reconocimiento por ambas bacterias, lo que constituye una ventaja práctica, ya que su implementación a mayor escala reduciría costos de producción

Abstract The increase in antibiotic resistance by pathogenic bacteria has motivated the search for alternatives to reduce the use of antibiotics. Among these alternatives is anti-adhesion therapy, in which molecules that mimic the glycoepitopes that recognise bacteria are used to prevent their binding to cellular tissue. In this study, glycoconjugates were obtained by means of the Maillard reaction starting from bovine serum albumin (BSA) and chitosan oligosaccharides (unfiltered oligosaccharides, ultrafiltered and acetylated ultrafiltered), in a ratio of 1:1 (w/w) at three incubation temperatures (50, 60 and 70 °C) per 30 min. The characterisation was performed using the techniques of electrophoresis (SDS-PAGE), infrared spectroscopy and fluorescence spectroscopy. Recognition assays were performed using wheat germ agglutinin (WGA) and Escherichia coli bacteria (K88ac and K88+). Characterisation by electrophoresis and infrared spectroscopy demonstrated the binding of chitosan oligosaccharides to the structure of BSA. In addition, the tests showed the recognition of the molecules synthesised by both the WGA lectin and the E. coli bacteria. The glycoconjugates synthesised without ultrafiltration or acetylation showed very favourable results in recognition with both bacteria, which is an advantage, since its implementation on a larger scale would reduce production costs.

Resumo O aumento da resistência aos antibióticos por bactérias patogênicas tem motivado a busca de alterna­tivas para reduzir seu uso. Entre essas alternativas está a terapia anti-adesão, na qual são utilizadas moléculas análogas aos glicoepítopos que são reconhecidas pelas bactérias para impedir sua união ao tecido celular. Neste estudo, os glicoconjugados foram obtidos por meio da reação de Maillard a partir de albumina sérica bovina (BSA) e oligossacarídeos de quitosana (oligossacarídeos não ultra­filtrados, ultrafiltrados e acetilados ultrafiltrados), na proporção de 1:1 (p/p) em três temperaturas de incubação (50, 60 e 70 °C) durante 30 min. A caracterização dos conjugados sintetizados foi realizada utilizando a eletroforese (SDS-PAGE), espectroscopia de infravermelho e espectroscopia de fluorescência. Os ensaios de reconhecimento foram realizados utilizando aglutinina de germe de trigo (WGA) e bactérias [Escherichia coli (K88ac e K88+)]. A caracterização por meio de eletroforese e espectroscopia de infravermelho demonstrou a união dos oligossacarídeos de quitosana à estrutura da BSA. Além disso, os testes evidenciaram o reconhecimento das moléculas sintetizadas tanto pela lectina WGA quanto pelas bactérias. Os glicoconjugados sintetizados sem ultrafiltração ou acetilação apresentaram resultados muito favoráveis no reconhecimento por ambas as bactérias, o que é uma vantagem, visto que sua implementação em maior escala reduziria custos de produção.

Vestibuloplastia con láser de Er Cr:YSGG y nanotransportador biomolécula EPX: un nuevo cicatrizante periodontal / Vestibuloplasty with Er Cr:YSGG laser and EPX biomolecule nanocarrier: a new periodontal healing agent

La resorción ósea alveolar suele dar lugar a que las inserciones de la mucosa interfieran para la construcción, estabilidad y retención de una prótesis removible, una opción que permite modificar este tejido se obtiene por medio de una vestibuloplastia. Actualmente se puede favorecer la cicatrización de heridas utilizando láser de alta potencia aplicado a procedimientos quirúrgicos orales. Se realiza reporte de caso en paciente femenino a la que se realizó procedimiento de vestibuloplastia con láser de Er,Cr:YSGG, utilizando de forma postoperatoria gel de quitosano en nanotransportador biomolécula EPX. Se observa una cicatrización rápida y favorable al combinar ambas terapéuticas, además al utilizar productos con quitosano se disminuye el riesgo de la necrosis de fibroblastos gingivales humanos como recientemente se reportó en el uso de colutorios de clorhexidina (AU)

Alveolar bone resorption often results in mucosal insertions interfering with the construction, stability and retention of a removable prosthesis, an option to modify this tissue is obtained by means of vestibuloplasty. Currently, wound healing can be promoted by using high power laser applied to oral surgical procedures. A case report of a female patient who underwent a vestibuloplasty procedure with laser Er,Cr:YSGG, using chitosan gel with EPX biomolecule nanocarriers postoperatively. A fast and favorable healing is observed when combining both therapeutics, besides, when using products with chitosan, the risk of necrosis of human gingival fibroblasts is reduced, as recently reported in the use of chlorhexidine mouthwashes (AU)

Estudio de biocompatibilidad de matrices poliméricas combinadas, responsivas al pH, con aplicación en Ingeniería de Tejido Óseo / Biocompatibility study of combined pH-responsive polymeric matrices with application in Bone Tissue Engineering

El presente trabajo muestra la obtención de un material a partir de un polímero sintético (TerP) y otro natural, mediante entrecruzamiento físico y su caracterización fisicoquímica y biológica, con el fin de emplearlos para regeneración de tejido óseo. Las membranas fueron obtenidas por la técnica de evaporación del solvente y caracterizadas por espectroscopia FTIR, ensayos de hinchamiento, medidas de ángulo de contacto y microscopia electrónica de barrido (SEM). Se encontró que la compatibilidad entre los polímeros que la constituyen es estable a pH fisiológico y que, al incorporar mayor cantidad del TerP a la matriz, esta se vuelve más hidrofóbica y porosa. Además, teniendo en cuenta la aplicación prevista para dichos materiales, se realizaron estudios de biocompatibilidad y citotoxicidad con células progenitoras de médula ósea (CPMO) y células RAW264.7, respectivamente. Se evaluó la proliferación celular, la producción y liberación de óxido nítrico (NO) al medio de cultivo durante 24 y 48 horas y la expresión de citoquinas proinflamatorias IL-1ß y TNF-α de las células crecidas sobre los biomateriales variando la cantidad del polímero sintético. Se encontró mayor proliferación celular y menor producción de NO sobre las matrices que contienen menos proporción del TerP, además de poseer una mejor biocompatibilidad. Los resultados de este estudio muestran que el terpolímero obtenido y su combinación con un polímero natural es una estrategia muy interesante para obtener un biomaterial con posibles aplicaciones en medicina regenerativa y que podría extenderse a otros sistemas estructuralmente relacionados. (AU)

In the present work, the preparation of a biomaterial from a synthetic terpolymer (TerP) and a natural polymer, physically crosslinked, is shown. In order to evaluate the new material for bone tissue regeneration, physicochemical and biological characterizations were performed. The membranes were obtained by solvent casting and characterized using FTIR spectroscopy, swelling tests, contact angle measurements, and scanning electron microscopy (SEM). It was found that the compatibility between the polymers is stable at physiological pH and the incorporation of a higher amount of TerP into the matrix increases hydrophobicity and porosity.Furthermore, considering the intended application of these materials, studies of biocompatibility and cytotoxicity were conducted with Bone Marrow Progenitor Cells (BMPCs) and RAW264.7 cells, respectively. Cell proliferation, NO production and release into the culture medium for 24 and 48 hours, and proinflammatory cytokine expression of IL-1ß and TNF-α from cells grown on the biomaterials while varying the amount of the synthetic polymer were evaluated. Greater cell proliferation and lower NO production were found on matrices containing a lower proportion of TerP, in addition to better biocompatibility. The results of this study demonstrate that the obtained terpolymer and its combination with a natural polymer is a highly interesting strategy for biomaterial preparation with potential applications in regenerative medicine. This approach could be extended to other structurally related systems. (AU)

Electrochemical Studies of Magnesium Coated with Modified Chitosan and Electrosprayed as an Anticorrosive Protection Method in Bone Repair / Estudios Electroquímicos del Magnesio Recubierto con Quitosano Modificado y Electrorociado como Proceso de Protección Anticorrosiva en la Reparación de Hueso

ABSTRACT Magnesium (Mg) is essential for the metabolic reactions of the human body and is known for its biocompatibility, its mechanical and physical properties are similar to human bone, which is why it is considered to have high potential in biomedical applications such as temporary and resorbable implants. Through surface modifications, the high tendency to corrosion of Mg could be controlled, such as biodegradable membranes that prevent the passage of chloride ions present in the human organism. To prepare the membrane, solutions of chitosan modified with gelatin and/or glutaraldehyde are used and by means of the electrospray method applied to protect the Mg. To simulate body fluid conditions a Kokubo saline solution (BFK) was prepared. The study focuses on evaluating the corrosion rate of Mg with a coating made of a chitosan electrosprayed membrane, applying electrochemical measurements of electrochemical impedance spectroscopy and linear polarization resistance. The key additive to improve the behavior of the membranes was observed with the use of gelatin, where the membrane with the best results lowing corrosion rates is the Mg CH+GE+GL system, which it was observed with very good physical integrity in the images of morphological analyzes of the surface after 30 days of exposure.

RESUMEN El magnesio (Mg) es esencial para las reacciones metabólicas del cuerpo humano y es conocido por su biocompatibilidad, sus propiedades mecánicas y físicas son similares a las del hueso humano, por lo que se considera que tiene un alto potencial en aplicaciones biomédicas como implantes temporales y reabsorbibles. Mediante modificaciones superficiales se podría controlar la alta tendencia a la corrosión del Mg, como por ejemplo membranas biodegradables que impidan el paso de iones cloruro presentes en el organismo humano. Para preparar la membrana se utilizan soluciones de quitosano modificado con grenetina y/o glutaraldehído y mediante el método de electrorociado se aplican para proteger el Mg. Para simular las condiciones de los fluidos corporales se preparó una solución salina de Kokubo. El estudio se enfoca en evaluar la velocidad de corrosión del Mg con un recubrimiento hecho de una membrana electrorociada con quitosano, aplicando técnicas electroquímicas de espectroscopia de impedancia electroquímica y resistencia de polarización lineal. El aditivo clave para mejorar el comportamiento de las membranas se observó con el uso de gelatina, donde la membrana con mejores resultados bajando los índices de corrosión es el sistema Mg CH+GR+GL, el cual se observó con muy buena integridad física en las imágenes de análisis morfológicos de la superficie después de 30 días de exposición.

Recubrimiento biodegradable antifúngico a base de quitosano y aceite esencial de cítricos para la conservación de papaya (Carica papaya L.) en poscosecha / Biodegradable antifungal coating based on chitosan and citrus essential oil for the conservation of papaya (Carica papaya L.) in postharvest

RESUMEN La papaya es una fruta climatérica altamente perecedera. La antracnosis, enfermedad provocada por hongos, es una de las principales causas de pérdida poscosecha. La actividad de extractos vegetales ha permitido la inhibición del desarrollo de microorganismos, en particular se ha reportado la actividad antifúngica de aceites esenciales. El objetivo de la presente investigación fue evaluar el efecto de un recubrimiento biodegradable a base de quitosano con aceite esencial de cítricos, aplicado en etapa poscosecha, en las propiedades físicoquímicas, fisiológicas e inhibición del crecimiento del hongo Colletotrichum gloeosporioides en frutos de papaya (Carica papaya L.). El recubrimiento se preparó con quitosano, glicerol, ácido acético, aceite esencial de Citrus reticulata (0.5 %, 1.0 % y 1.5 %) y Tween® 80. La solución se aplicó con una brocha en la epidermis de los frutos de papaya y se almacenaron a temperatura ambiente (24 °C ± 2 °C) por 10 d, junto con los frutos testigo. Las variables evaluadas en los frutos fueron color, pH, sólidos solubles totales (SST), firmeza, pérdida de peso, producción de CO2, de etileno y daño por antracnosis. Se utilizó un modelo estadístico completamente al azar. Los datos se sometieron al análisis de varianza (ANOVA) y comparación de medias por la prueba de Tukey (P < 0.05). El recubrimiento aplicado retrasó el cambio de color de la epidermis de los frutos de papaya, la pérdida de peso, firmeza y SST respecto a los frutos testigo. Los cambios estuvieron asociados a la modificación de la tasa de respiración y de producción de etileno de los frutos con recubrimiento. La matriz del quitosano conteniendo aceites escenciales, usada como recubrimiento, mejoró significativamente la vida de anaquel de la papaya y disminuyó más del 80 % el daño por antracnosis.

ABSTRACT Papaya is a highly perishable climacteric fruit. Anthracnose, a disease provoked by fungus, is one of the main causes of postharvest losses. The activity of plant extracts has allowed the inhibition of the development of microorganisms; in particular, the antifungal activity of essential oils has been reported. The aim of this research was to evaluate the effect of a biodegradable antifungal coating based on chitosan with citrus essential oil in the physicochemical and physiological properties and the antifungal activity of postharvest papaya (Carica papaya L.). The coating was prepared with chitosan, glycerol, acetic acid, essential oil of Citrus reticulata (0.5 %, 1.0 % and 1.5 %) and Tween® 80. The solution was applied with a brush to the epidermis of the postharvest papaya fruits and stored at room temperature (24 °C ± 2 °C) for 10 d. The variables evaluated in the fruits were color, pH, °Brix, firmness, weight loss, production of CO2 and ethylene and anthracnose damage. An analysis of variance (ANOVA) was performed under a completely randomized design and a comparison of Tukey means (P < 0.05). The coating applied delayed the color change of the epidermis of the papaya fruits, these maintained the high firmness values with respect to the control fruits. The changes were associated with the modification of the respiration rate and ethylene production of the coated fruits. The chitosan matrix containing essential oils used as a coating significantly improved shelf life of papaya and decreased anthracnose damage by 80 %.

In vitro assessment of interaction between lidocaine hydrochloride and irrigating solutions on root canal dentin: a scanning electron microscope study / Evaluación in vitro de la interacción entre el clorhidrato de lidocaína y las soluciones de irrigación en la dentina del conducto radicular: un estudio con microscopio electrónico de barrid

Aim: To investigate the precipitate formed from the interaction between 2% lidocaine hydrochloride with adrenaline (LA) with 2.5% sodium hypochlorite (NaOCl) and 0.2% chitosan nanoparticles on root canal dentin, using scanning electron microscopy (SEM). Material and Methods: Sixty mandibular premolars were decoronated, and the root length standardised. The specimens were randomly distributed into the following groups: Group 1 (control): 2% LA mixed with sterile water without root canal instrumentation, Group 2: 2% LA with 2.5% NaOCl in water without root canal instrumentation, and Group 3: 2% LA with 0.2% chitosan nanoparticles in water without root canal instrumentation. Teeth specimens were split and subjected to SEM analysis at cervical, middle, and apical root thirds. On observing precipitate formation in Group 2, 10 premolars were decoronated and treated with 2% LA and 2.5% NaOCl and subjected to root canal instrumentation. Results: Group 1 and Group 3 showed patent dentinal tubules and no precipitate formation. Group 2 showed precipitate blocking dentinal tubules in all the three sections, and the precipitate could not be removed completely after cleaning and shaping. Conclusion: NaOCl forms an insoluble precipitate on interaction with local anaesthetic solution that cannot be removed after chemo-mechanical preparation. Chitosan nanoparticles do not form any such precipitate and show patent dentinal tubules. Hence, chitosan can be used as a flushing irrigant.

Objetivo: Investigar el precipitado formado a partir de la interacción entre el clorhidrato de lidocaína al 2% con adrenalina (LA), el hipoclorito de sodio al 2,5% (NaOCl) y nanopartículas de quitosano al 0,2% en la dentina del conducto radicular, mediante microscopía electrónica de barrido (SEM). Material y Métodos: Se decoraron 60 premolares mandibulares y se estandarizó la longitud de la raíz. Los especímenes se distribuyeron aleatoriamente en los siguientes grupos: Grupo 1 (control): 2% la que fue mezclado con agua estéril sin instrumentación del conducto radicular, Grupo 2: 2% LA con 2,5% de NaOCl sin instrumentación del conducto radicular y Grupo 3: 2 % LA con 0,2% de nanopartículas de quitosano sin instrumentación del conducto radicular. Las muestras de dientes se dividieron y se sometieron a análisis SEM en los tercios radiculares cervical, medio y apical. Al observar la formación de precipitado en el Grupo 2, 10 premolares fueron decorados y tratados con LA al 2% y NaOCl al 2,5% y sometidos a instrumentación de conductos radiculares. Resultado: El Grupo 1 y el Grupo 3 mostraron túbulos dentinarios permeables y sin formación de precipitados. El grupo 2 mostró precipitado que bloqueaba los túbulos dentinarios en las tres secciones, y el precipitado no se pudo eliminar por completo después de limpieza y conformación. Conclusión: el NaOCl forma un precipitado insoluble al interactuar con la solución anestésica local que no se puede eliminar después de la preparación quimiomecánica. Las nanopartículas de quitosano no forman ningún precipitado de este tipo y muestran túbulos dentinarios permeables. Por lo tanto, el quitosano se puede utilizar como irrigante para el lavado.

Healing of Wounds Treated with Chitosan Hydrogels with Extracts from Aloe vera and Calendula officinalis / Cicatrización de Heridas Tratadas con Hidrogeles de Quitosano con Extractos de Aloe vera y Calendula officinalis

ABSTRACT This project's purpose was to evaluate the healing effects of chitosan (CS) hydrogels loaded with extracts from Aloe vera (CS+AV) and Calendula officinalis (CS+CO) on wounds of diabetic and non-diabetic Wistar rats. A total of 24 rats were used; animals were randomly divided into three diabetic and three non-diabetic groups (one control and two treated groups) and monitored for 13 days. A biopsy on the wound site was recovered to assess the collagen and n-acetyl glucosamine content. The wound area ratio was reduced since day 1 on both non-diabetic treated groups. A similar effect was observed on the diabetic group treated with CS+AV, while the diabetic group treated with CS+CO showed a reduction in wound area compared to the diabetic control until day 11 after being wounded. Collagen and n-acetyl glucosamine content were higher in every treated group. Further studies are needed to clarify the underlying mechanisms through which they promote wound healing. These results suggest that the hydrogels prepared are potential material to be used as wound dressings.

RESUMEN El propósito de este proyecto fue evaluar los efectos curativos de los hidrogeles de quitosano con extractos de Aloe vera (CS + AV) y Calendula officinalis (CS + CO) en heridas en ratas Wistar diabéticas y no diabéticas. Se utilizaron un total de 24 ratas; los animales fueron divididos aleatoriamente en tres grupos diabéticos y tres no diabéticos (un grupo control y dos tratados) y se monitorearon durante 13 días. Se recuperó una biopsia del sitio de la herida para evaluar el contenido de colágeno y n-acetilglucosamina. El área de la herida se redujo desde el día 1 en ambos grupos no diabéticos tratados. Se observó un efecto similar en el grupo diabético tratado con CS + AV, mientras que el grupo diabético tratado con CS + CO mostró una reducción del área de la herida en comparación al control diabético hasta el día 11 después de la creación de la herida. El contenido de colágeno y n-acetilglucosamina fue mayor en todos los grupos tratados. Se necesitan más estudios para aclarar los mecanismos subyacentes a través de los cuales estos tratamientos promueven la cicatrización de heridas. Estos resultados sugieren que los hidrogeles preparados son materiales con potencial para usarse como apósitos para heridas.

A Chitosan-based Hydrogel with PLCL, ZnO NPs, and Oligoelements: A Promising Antibiotic Scaffold for Tissue Engineering / Hidrogel de Quitosano con PLCL, ZnO NPs y Oligoelementos: Un Andamio Antibacteriano Prometedor para Ingeniería de Tejidos

ABSTRACT Tissue engineering involves anchorage-dependent cells cultured on scaffolds, with growth factors added to facilitate cell proliferation. Its use in transplants implies the risk of bacterial infection. The current contribution describes the preparation and antibacterial evaluation of a chitosan-based hydrogel physically cross-linked with poly(l-lactic-coɛ-caprolactone) (PLCL) and enriched with zinc oxide nanoparticles (ZnO NPs) and trace elements (potassium and magnesium). The material was developed as a scaffold with built-in antibacterial properties. Chitosan and PLCL are biocompatible support materials applied in medicine for the repair and regeneration of damaged tissues, objectives promoted by ZnO NPs and the aforementioned trace elements. The ZnO NPs were elaborated by chemical coprecipitation. The materials were characterized by XRD, FT-IR, and SEM. Antibacterial testing was performed with strains of Escherichia coli and Staphylococcus aureus by the Kirby-Bauer method, in accordance with the NCCLS and CLSI guidelines. It was possible to obtain a homogeneous hydrogel with adequate morphology and distribution of elements. The hydrogel with 300 mM of Mg, K, and ZnO NP's showed antibacterial inhibition halos of 13 mm for S. aureus and 19 mm for E. coli. This innovative biomaterial with trace elements holds promise for tissue engineering by considering the challenge of bacterial infection.

RESUMEN La ingeniería de tejidos involucra el uso de células cultivadas en andamios con adiciones de factores de crecimiento para facilitar la proliferación celular. Su uso en trasplantes implica riesgo de infección bacteriana. La contribución actual describe la preparación y evaluación antibacteriana de un hidrogel a base de quitosano físicamente reticulado con poli (l-láctico-co-ɛ-caprolactona) (PLCL) enriquecido con nanopartículas de óxido de zinc (NP de ZnO) y oligoelementos (potasio y magnesio). El material se desarrolló como un andamio con propiedades antibacterianas. El quitosano y el PLCL son materiales de soporte biocompatibles aplicados en medicina para la reparación y regeneración de tejidos dañados, propiedades promovidas por las NP´s de ZnO y los oligoelementos antes mencionados. Las NP de ZnO se elaboraron mediante coprecipitación química. Los materiales se caracterizaron por DRX, FT-IR y SEM. Las pruebas antibacterianas se realizaron con cepas de Escherichia coli y Staphylococcus aureus por el método de KirbyBauer de acuerdo con las guías NCCLS y CLSI. Se pudo obtener un hidrogel homogéneo con adecuada morfología y distribución de elementos. El hidrogel con 300 mM de NP ZnO y oligoelementos mostró halos de inhibición antibacteriana de 13 mm para S. aureus y 19 mm para E. coli. Este biomaterial innovador con oligoelementos es prometedor para la ingeniería de tejidos al considerar el desafío de la infección bacteriana.

Cytotoxic and anti-inflammatory effects of chitosan and hemostatic gelatin in oral cell culture / Efectos citotóxicos y antiinflamatorios del quitosano y la gelatina hemostática en cultivo celular oral

ABSTRACT Chitosan is a biopolymer with bactericidal/bacteriostatic effect, biocompatible and biodegradable. It has been used in tissue engineering to replace tissues partially or completely by releasing bioactive materials or influencing cell growth, usually in regenerative medicine and dentistry. The aim of this study was to evaluate the cytotoxic and anti-inflammatory effect of chitosan alone or with hemostatic gelatin (Spongostand®) in cultures of human pulp cells (HPC), human gingival fibroblasts (HGF) and mouse pre-osteoblasts (MC3T3-E1, ATCC). HPC and HGF were isolated from patients. Cells were subcultured in DMEM. Chitosan was inoculated at different concentrations (0-0.5%) and hemostatic gelatins impregnated with chitosan (0.19%) were placed directly in the presence of cells and incubated for 24 hours. Cell viability was determined by MTT method and mean cytotoxic concentration (CC50) was calculated from the dose-response curve. Anti-inflammatory effect was calculated from the in vitro gingivitis model induced with interleukin 1beta (IL-1β) in HGF and protein detection. The data were subjected to Shapiro-Wilk, Kruskal-Wallis and Mann-Whitney tests. Experiments were performed in triplicate of three independent assays. Cell viability of HPC, HGF and MC3T3-E1 in contact with chitosan decreased significantly (p<0.05). The HPC were the most sensitive (CC50= 0.18%), followed by HGF (CC50= 0.18%) and MC3T3-E1 (CC50= 0.19%). The cytotoxicity of gelatins impregnated with chitosan decreased cell viability of HGF and HPC by 11% and 5%, respectively. The proinflammatory effect was reduced significantly in the gingivitis model. To conclude, chitosan induces moderate cytotoxic effects alone or with hemostatic gelatin at 0.19%, in dose-dependent manner, with anti-inflammatory effects on human gingival fibroblasts. The use of chitosan as a biomaterial can be an excellent choice for use in regenerative dentistry.

RESUMEN El quitosano es un biopolímero con efecto bactericida/bacteriostático, biocompatible y biodegradable. Se ha utilizado en ingeniería de tejidos con el fin de reemplazar parcial o completamente los tejidos como material bioactivo o influyendo en el crecimiento celular, comúnmente, para medicina y odontología regenerativa. Evaluar el efecto citotóxico y antiinflamatorio del quitosano solo o con gelatina hemostática (Spongostand®) en cultivos con células pulpares humanas (HPC), fibroblastos gingivales humanos (HGF) y preosteoblastos de ratón (MC3T3-E1, ATCC). HPC, HGF se aislaron de pacientes. Las células se subcultivaron en DMEM. Se inoculó quitosano a diferentes concentraciones (0-0,5%) y se colocaron gelatinas hemostáticas impregnadas con quitosano (0,19%) directamente en presencia de células y se incubaron durante 24 horas. La viabilidad celular se determinó mediante el método MTT y se calculó la concentración citotóxica media (CC50) a partir de la curva dosis-respuesta. El efecto antiinflamatorio se calculó a partir del modelo de gingivitis in vitro inducido con interleucina 1β (IL-1β) en HGF. Los datos se sometieron a las pruebas de Shapiro-Wilk, Kruskal-Wallis y Mann-Whitney. Los experimentos se realizaron por triplicado de tres ensayos independientes. La viabilidad celular de HPC, HGF y MC3T3-E1 en contacto con el quitosano disminuyó significativamente la viabilidad celular (p <0.05). Las HPC fueron las más sensibles (CC50= 0,18%) seguido de HGF (CC50= 0,18%) y MC3T3-E1 (CC50= 0,19%). Las gelatinas impregnadas con quitosano mostraron una disminución en la viabilidad celular para HGF, HPC de 11% y 5% respectivamente y se redujo significativamente el efecto pro-inflamatorio en el modelo de gingivitis humano. El quitosano induce efectos citotóxicos moderados solo o con gelatina hemostática a 0,19% de forma dosis-dependiente con efectos antiinflamatorios en fibroblastos gingivales humanos. El uso de quitosano como biomaterial puede ser una excelente opción para su uso en odontología regenerativa.

Eficiencia del quitosano como coagulante en el postratamiento de efluentes de una planta de sacrificio de cerdos / Efficiency of chitosan as a coagulant in the after-treatment of effluents from a pig slaughter plant / Eficiência da quitosana como coagulante no pós-tratamento de efluentes de uma instalação de abate de porcos

Resumen Los efluentes provenientes del sacrificio de cerdos son una fuente de contaminación debido a las altas concentraciones de materia orgánica, nitrógeno, fósforo, grasas, sólidos totales y coliformes fecales. En esta investigación se evaluó la efectividad del quitosano como coagulante en el postratamiento de efluentes porcícolas provenientes de un reactor discontinuo secuencial, con el fin de remover las fracciones no biodegradables remanentes del proceso biológico. El tratamiento terciario consistió en la coagulación, floculación y sedimentación. Se caracterizó el efluente tratado biológicamente mediante los siguientes parámetros: pH, DQO, turbidez, color, sólidos totales (ST), nitrógeno total Kjeldahl (NTK), nitrito, nitrato, fosforo total (PT) y alcalinidad total (AT). El tratamiento fisicoquímico se llevó a cabo mediante el uso de la prueba de Jarra a través de corridas exploratorias con dosis entre 50 y 800 mg/L de quitosano disuelto en ácido acético. Se comparó la efectividad del quitosano (700 mg/l) con sulfato de aluminio (430mg/l) y poliacrilamida (90 mg/l), los cuales son utilizados como coagulantes de uso convencional en el tratamiento de aguas residuales. El experimento se condujo mediante un diseño completamente al azar con un total de tres tratamientos (quitosano, sulfato de aluminio y poliacrilamida) y tres repeticiones cada uno. La dosis de quitosano (700 mg/l) permitió obtener porcentajes de reducción de turbidez de 83,1%, color de 64,7%, DQO de 84,6%, y 78,2% de NT para valores iniciales de 15,6 NTU, 26 UC Pt-Co, 865 mg DQO/L y 89 mg NT/L. Se encontraron diferencias significativas (P≤0,05) entre la dosis quitosano (700 mg/l) y los coagulantes convencionales (430 mg/l de sulfato de aluminio y 90 mg/l de poliacrilamida) en la reducción de NT, siendo el tratamiento con quitosano el coagulante con las mayores eficiencias de reducción. El tratamiento con quitosano con una dosis de 700 mg/l representó una opción viable para el tratamiento terciario de los efluentes proveniente del proceso de sacrificio de cerdos tratados biológicamente.

Abstract Effluents from pig slaughter are a source of contamination due to high concentrations of organic matter, nitrogen, phosphorus, fats, total solids and fecal coliforms. This research evaluated the effectiveness of chitosan as a coagulant in the post-treatment of wastewater from the slaughter of pigs, in order to remove the remaining recalcitrant fractions from the biological process in a sequential batch reactor. The tertiary treatment consisted of coagulation, flocculation and sedimentation. The effluent was characterized by the parameters: pH, COD, turbidity, color, total solids (ST), Kjeldahl total nitrogen (NTK), nitrite, nitrate, total phosphorus (PT) and total alkalinity (AT). The treatment was carried out by using the jar test through exploratory runs with doses between 50 and 800 mg/L of chitosan dissolved in acetic acid. The effectiveness of chitosan with conventional coagulants in the treatment of wastewater, such as aluminum sulphate and polyacrylamide, was compared. The experiment was conducted using a completely randomized design with a total of three treatments and three replicates each. The evaluated range of doses of chitosan allowed to obtain percentages of turbidity removal of 83,1%, color of 64,7%, COD of 84,6%, and 78,2% NT for initial values ​​of 15,6 NTU, 26 UC, 865 mg COD/L and 89 mg NT/L, using as optimal dose 700 mg chitosan /L. Significant differences (P≤0,05) were found between chitosan and conventional coagulants in NT removal, with chitosan being the coagulant with the highest removal efficiencies. The treatment with chitosan represents a viable option for the tertiary treatment of the effluents coming from the slaughter of pigs.

Resumo Efluentes de abate de suínos são uma fonte de contaminação devido às elevadas concentrações de matéria orgânica, azoto, fósforo, gordura, sólidos totais e coliformes fecais. Nesta pesquisa foi avaliada a eficácia de quitosana como um coagulante nos efluentes porcícolas de pós-tratamento, a fim de remover restantes fracções recalcitrantes de um processo biológico em um reactor de carregamento sequencial. O tratamento terciário consistiu em coagulação, floculação e sedimentação. O efluente tratado foi caracterizado biologicamente pelos parâmetros: pH, DQO, turbidez, cor, sólidos totais (ST), nitrogênio total Kjeldahl (NTK), nitrito, nitrato, fósforo total (PT) e alcalinidade total (AT). O tratamento foi realizado usando jarro teste é executado através exploratórios com doses entre 50 e 1250 mg / L de quitosano dissolvido em ácido acético. A eficácia do quitosano com sulfato de alumínio y poliacrilamida foi comparada. O experimento foi conduzido usando um desenho completamente aleatório com um total de três tratamentos e três repetições. A gama de dose de quitosana avaliada produziu percentagens de remoção de turvação de 83,1% cor 64,7% de CQO de 84,6%, e 78,2% de NT para os valores iniciais de 15,6 NTU, 26 UC Pt-Co, 865 mg CQO / L e 89 mg de NT / L, usando dose óptima de 700 mg de quitosana/L. Diferenças significativas (P≤0,05) entre quitosano e coagulantes convencionais na remoção de NT foram encontrados para ser um tratamento com o coagulante quitosano com as eficiências mais altas de remoção. O tratamento com quitosana representa uma opção viável para o tratamento terciário do efluente opção abate de porco.

Inhibición del crecimiento y modificación genética de Phytophthora capsici usando quitosano de bajo grado de polimerización / Growth inhibition and genetic modification of Phytophthora capsici using chitosan with low degree of polymerization

Phytophtora capsici es un patógeno que incide sobre cultivos de la familia de las solanáceas causando pérdidas económicas en cultivos de pimientos, tomates, berenjenas y cur-cubitáceas. En este trabajo evaluamos el efecto del quitosano de bajo grado de polimerización (QBP) sobre el crecimiento de P. capsici y sobre la regulación génica de este fitopatógeno a nivel transcripcional. A una concentración de 0,4mg/l de QBP se obtuvo un 88% de inhibición en el crecimiento; concentraciones superiores a 1,6 mg/l inhibieron el crecimiento en un 100%. Mediante ensayos de cambio en la movilidad electroforética de ácidos nucleicos se comprobó que el quitosano interactúa con el ADN y el ARN del hongo frente a concentraciones entre 2 y 4 mg/l de ADN y entre 0,5 y 3 mg/l de ARN. Además, se efectuó un análisis de despliegue diferencial de los productos de amplificación por RT-PCR de los ARN mensajeros de P. capsici obtenidos en presencia o ausencia de QBP; este mostró cambios en el perfil de expresión inducidos por el tratamiento con quitosano. El análisis bioinformático de las secuencias de los transcritos expresados diferencialmente sugiere que el QBP afectó la regulación génica de elementos involucrados en la síntesis de quitina y de proteínas de unión a hidratos de carbono.

Phytophthora blight of peppers, caused by oomycete Phytophthora capsici, currently causes economic losses in crops such as peppers, tomatoes, eggplant and cucurbits. In this work, we evaluated the effect of chitosan with low degree of polymerization (LDP) on growth and gene expression of P. capsici cultures. LDP chitosan inhibited 88% of P. capsici mycelial growth at concentrations up to 0,4 mg/l, whereas at concentrations higher than 1,6 mg/l it completely inhibit growth. Gel mobility shift assays demonstrated that chitosan interacts with DNA and RNA of the fungus at concentrations ranging from 2 to 4 mg/l for DNA and 0,5 to 3 mg/l for RNA. The differential display analysis of RT-PCR-amplification products of P. capsici messenger RNA revealed changes in gene expression profiles after the chitosan treatment. Bioinformatic analysis of sequences from selected differentially-expressed bands showed the gene regulation of elements involved in chitin synthesis and carbohydrate-binding proteins.

[Growth inhibition and genetic modification of Phytophthora capsici using chitosan with low degree of polymerization]. / Inhibición del crecimiento y modificación genética de Phytophthora capsici usando quitosano de bajo grado de polimerización.

Phytophthora blight of peppers, caused by oomycete Phytophthora capsici, currently causes economic losses in crops such as peppers, tomatoes, eggplant and cucurbits. In this work, we evaluated the effect of chitosan with low degree of polymerization (LDP) on growth and gene expression of P. capsici cultures. LDP chitosan inhibited 88% of P. capsici mycelial growth at concentrations up to 0,4 mg/l, whereas at concentrations higher than 1,6 mg/l it completely inhibit growth. Gel mobility shift assays demonstrated that chitosan interacts with DNA and RNA of the fungus at concentrations ranging from 2 to 4mg/l for DNA and 0,5 to 3mg/l for RNA. The differential display analysis of RT-PCR-amplification products of P. capsici messenger RNA revealed changes in gene expression profiles after the chitosan treatment. Bioinformatic analysis of sequences from selected differentially-expressed bands showed the gene regulation of elements involved in chitin synthesis and carbohydrate-binding proteins.

Caracterización de matrices de Polivinil alcohol-Alginato-Quitosano-Aloe vera / Characterization of Polyvinyl Alcohol-Alginate-Chitosan-Aloe Vera Matrix / Caracterização da Matriz de Polivinil Álcool-Alginato-Quitosana-Aloe Vera

Resumen El objetivo de este trabajo fue obtener un sistema que pueda ser usado para conservar de manera localizada en una herida dérmica las propiedades cicatrizantes y refrescantes del Aloe Vera usado en la medicina tradicional, integrando dicho principio activo en una matriz polimérica compuesta por alginato, quitosano y alcohol polivinílico (PVA), los cuales en conjunto poseen propiedades de resistencia mecánica, biodegradabilildad y biocompatibilidad, necesarios para este tipo de aplicación. Para llevar a cabo esta investigación, se evaluó la morfología, grupos funcionales, propiedades mecánicas y cinética de liberación de las muestras. Cada una de las matrices evidenciaron una morfología con poros interconectados y estabilidad mecánica. La liberación de Aloe vera desde la matriz de PVA-alginato-quitosano tuvo un comportamiento no fickiano, mientras la de alginato-quitosano siguió un comportamiento más cercano al fickiano. Las matrices de PVA-quitosano-alginato y alginato- quitosano por sus características, mecánicas, morfológicas de poros definidos e interconectados, y de cinética de liberación representan buenos modelos para ser tenidos en cuenta como sistemas de liberación controlada de medicamentos.

Abstract The purpose of this work was to obtain polymeric systems from Polyvinyl Alcohol (PVA), alginate and chitosan as possible matrix to encapsulate Aloe vera gel, seeking to integrate mechanical strength, biodegradability and biocompatibility of these polymers. In addition, Aloe vera gives the polymer matrix healing and emollient properties. Morphology, functional groups, mechanical properties and kinetic release behavior of the samples were evaluated. The matrices showed a morphology with interconnected pores and mechanical stability. The release of Aloe vera from the matrix of PVA-alginate-chitosan exhibited a non Fickian behavior, while alginate-chitosan presented a closer to Fickian behavior. PVA-chitosan-alginate and chitosan matrices, by their mechanical, morphological and interconnected and well defined pores, and alginate-release kinetics properties, represent good models to be taken into account as systems of controlled drug release.

Resumo O objetivo deste trabalho foi obter sistemas poliméricos a partir de Polivinil Álcool (PVA), alginato e quitosana como possíveis matrizes para encapsular o gel de Aloe vera, buscando integrar resistência mecânica, biodegradabilidade e biocompatibilidade desses polímeros. Além disso, a Aloe vera confere propriedades de cura e emoliência à matriz polimérica. Morfologia, grupos funcionais, propriedades mecânicas e comportamento de liberação cinética das amostras foram avaliados. As matrizes mostraram uma morfologia com poros interconectados e estabilidade mecânica. A liberação de Aloe vera a partir da matriz de PVA-alginato-quitosana exibiu um comportamento não Fickiano, enquanto alginato-quitosana apresentou um comportamento mais próximo ao Fickiano. As matrizes PVA-quitosana-alginato e quitosana, por seus poros mecânicos, morfológicos e interconectados e bem definidos, e as propriedades cinéticas de liberação de alginato, representam bons modelos a serem considerados como sistemas de liberação controlada do fármaco.

Efecto antimicrobiano del cinamaldehído, timol, eugenol y quitosano sobre cepas de Streptococcus mutans / Antimicrobial effect of cinnamaldehyde, thymol, eugenol and chitosan on Streptococcus mutans strains

Objetivo: evaluar la actividad antimicrobiana de cinamaldehído, timol, eugenol y quitosano en comparación con clorhexidina al 0,12 por ciento sobre cepas de Streptococccus mutans. Métodos: se realizaron pruebas de susceptibilidad bacteriana de cepas de Streptococccus mutans con discos embebidos en eugenol, cinamaldehído, quitosano y timol, al 0,1 y 1 por ciento con un control positivo de clorhexidina al 0,12 por ciento evaluando los halos de inhibición existentes a las 24 h y 48 h. Resultados: el cinamaldehído al 1 por ciento mostró el mejor poder de control sobre el crecimiento de Streptococccus mutans al presentar 19,91 mm y 24,44 mm de halos de inhibición a las 24 h y 48 h, respectivamente, con una diferencia significativa de p< 0,05 entre los dos intervalos. Cuando se comparó el cinamaldehído al 1 por ciento con el control positivo de clorhexidina al 0,12 por ciento, no se encontraron diferencias significativas (p> 0,05). Conclusiones: el cinamaldehído al 1 por ciento tuvo los mejores resultados seguidos por quitosano, eugenol y timol a la misma concentración en comparación con clorhexidina al 0,12 por ciento tanto a la 24 como 48 h(AU)

Objective: to evaluate the antimicrobial activity of cinnamaldehyde, thymol, eugenol and chitosan compared to chlorhexidine-0.12 percent on Streptococcus mutans strains. Methods: bacterial susceptibility tests were performed on S. mutans strains with disks embedded in eugenol, cinnamaldehyde, chitosan and thymol, at 0.1 percent and 1 percent with a positive control of 0.12 percent chlorhexidine, evaluating existing inhibition zones after 24 and 48 hours. Results: cinnamaldehyde-1 percent showed the best control power over the growth of S. mutans, presenting 19.91 mm and 24.44 mm of inhibition halos after 24 and 48 hours, respectively, with a significant difference of p< 0.05 between the two intervals. When the cinnamaldehyde-1 percent was compared with the positive control of chlorhexidine-0.12 percent, no significant differences were found (p> 0.05). Conclusions: cinnamaldehyde-1 percent had the best results followed by chitosan, eugenol and thymol in the same concentration compared to chlorhexidine-0.12 percent after both 24 and 48 hours(AU)

Efecto antimicrobiano del cinamaldehído, timol, eugenol y quitosano sobre cepas de Streptococcus mutans / Antimicrobial effect of cinnamaldehyde, thymol, eugenol and chitosan on Streptococcus mutans strains

Objetivo: evaluar la actividad antimicrobiana de cinamaldehído, timol, eugenol y quitosano en comparación con clorhexidina al 0,12 por ciento sobre cepas de Streptococccus mutans. Métodos: se realizaron pruebas de susceptibilidad bacteriana de cepas de Streptococccus mutans con discos embebidos en eugenol, cinamaldehído, quitosano y timol, al 0,1 y 1 por ciento con un control positivo de clorhexidina al 0,12 por ciento evaluando los halos de inhibición existentes a las 24 h y 48 h. Resultados: el cinamaldehído al 1 por ciento mostró el mejor poder de control sobre el crecimiento de Streptococccus mutans al presentar 19,91 mm y 24,44 mm de halos de inhibición a las 24 h y 48 h, respectivamente, con una diferencia significativa de p< 0,05 entre los dos intervalos. Cuando se comparó el cinamaldehído al 1 por ciento con el control positivo de clorhexidina al 0,12 por ciento, no se encontraron diferencias significativas (p> 0,05). Conclusiones: el cinamaldehído al 1 por ciento tuvo los mejores resultados seguidos por quitosano, eugenol y timol a la misma concentración en comparación con clorhexidina al 0,12 por ciento tanto a la 24 como 48 h(AU)

Objective: to evaluate the antimicrobial activity of cinnamaldehyde, thymol, eugenol and chitosan compared to chlorhexidine-0.12 percent on Streptococcus mutans strains. Methods: bacterial susceptibility tests were performed on S. mutans strains with disks embedded in eugenol, cinnamaldehyde, chitosan and thymol, at 0.1 percent and 1 percent with a positive control of 0.12 percent chlorhexidine, evaluating existing inhibition zones after 24 and 48 hours. Results: cinnamaldehyde-1 percent showed the best control power over the growth of S. mutans, presenting 19.91 mm and 24.44 mm of inhibition halos after 24 and 48 hours, respectively, with a significant difference of p< 0.05 between the two intervals. When the cinnamaldehyde-1 percent was compared with the positive control of chlorhexidine-0.12 percent, no significant differences were found (p> 0.05). Conclusions: cinnamaldehyde-1 percent had the best results followed by chitosan, eugenol and thymol in the same concentration compared to chlorhexidine-0.12 percent after both 24 and 48 hours(AU)

Cultivo de Células Madre Mesenquimales Sobre Hidrogeles Compuestos de Nanopartículas de Hidroxiapatita y Quitosano Foto-Entrecruzable / Mesenchymal Stem Cell Culture on Composite Hydrogels of Hydroxyapatite Nanoparticles and Photo-Crosslinking Chitosan

RESUMEN El quitosano (QT) es un biopolímero que ha sido ampliamente utilizado en aplicaciones de ingeniería de tejido óseo, demostrando un gran potencial para este propósito. El presente estudio tiene como objetivo desarrollar un sistema de hidrogel entrecruzable in situ, compuesto de quitosano y nano-partículas de hidroxiapatita (HAP), un equivalente al componente mineral del hueso. El quitosano fue modificado, utilizando reacciones de carbodiimida, con ácido lactobiónico y ácido azidobenzoico para hacerlo soluble a pH fisiológico y foto-entrecruzable, respectivamente. El quitosano modificado fue mezclado en diferentes proporciones con HAP, y luego de una corta exposición a luz UV, se formaron hidrogeles. Células madre mesenquimales de médula ósea de rata (MSC) fueron sembradas sobre estos hidrogeles y cultivadas por 4, 10 y 16 días, bajo condiciones osteogénicas y no-osteogénicas. A través de ensayos de proliferación celular, actividad de fosfatasa alcalina, y microscopía confocal, se observó que la mayoría de las formulaciones soportan la adhesión y proliferación celular, mostrando importantes interacciones célula-biomaterial, y una diferenciación osteogénica temprana destacada en las formulaciones 70:30 y 50:50, QT:HAP. Algunas formulaciones del sistema foto-entrecruzable tienen potencial en aplicaciones de ingeniería de tejido óseo, y se propone estudios más detallados de diferenciación celular.

ABSTRACT Chitosan (QT) is a biopolymer that has been used in widely used in bone tissue engineering applications, demonstrating great potential for that purpose. Therefore, the present study aims to develop an in situ crosslinking hydrogel system, composed of chitosan and hydroxyapatite (HAP). Briefly, chitosan was modified, using carbodiimide chemistry, with lactobionic and azidobenzoic acid to make it soluble at physiological pH and photo-crosslinkable, respectively. The modified chitosan was mixed with HAP, in different proportions, and later exposed to UV light, yielding hydrogels. Mesenchymal stem cells, from rat bone marrow, were seeded onto the hydrogels and cultured for 4, 10 and 16 days, under osteogenic and non-osteogenic conditions. Through cell proliferation and alkaline phosphatase activity assays, and confocal microscopy, it was observed that the majority of formulations supported cell adhesion and proliferation, and a significant early osteogenic differentiation in formulations 70:30 and 50:50, QT:HAP. According to these results, the proposed photo-crosslinking system has potential for tissue engineering applications, and further specific studies are proposed for cell differentiation.

Indoleacetic acid production and chromium reduction by cyanobacteria Synechocystis SP. P2A (Chroococcales) immobilized in alginate beads / Produção de ácido indolacético e redução do cromo por cianobactérias Synechocystis SP. P2A (Chroococcales) imobilizadas em esferas de alginato

A simple extrusion method was used to entrap Synechocystis sp.P2A in alginate beads. The viability, growth response and Indoleacetic acid (IAA) production at different pH were studied in alginate immobilized Synechocystis sp.P2A. 2.6% sodium alginate (w/v) and pH-7 was found to be optimum for growth of Synechocystis sp. P2A as well as IAA production (79µg/ml). To prepare effective formulation for plant inoculation, alginate beads were further modified by coating with chitosan or chitosan-polyethylene glycol. Effect of all formulations containing Synechocystis sp. P2A in free and immobilized form on growth of Triticumaestivum was evaluated. Soil inoculation of entrapped Synechocystis in alginate beads coated with chitosan resulted in 20% increase in root length and 14% increase in dry weight as compared to non-inoculated seedlings. Free and immobilized cyanobacteria were allowed to grow in BG11 medium supplemented with 100µg/ml K2CrO4 and chromium reduction was measured at variable pH. At pH 7 immobilized showed 5% more reduction than free form. The current study showed that alginate immobilized Synechocystis sp. P2A can accomplish viable functions including plant growth promoting hormone production and chromium reduction and therefore propose an efficient and convenient method for storage and use of cyanobacteria.

Um método de extrusão simples foi utilizado para aprisionar Synechocystis sp.P2A em esferas de alginato. A viabilidade, a resposta ao crescimento e a produção de ácido indolacético (IAA) a diferentes pH foram estudadas na Synechocystis sp.P2A imobilizada com alginato. Alginato de sódio a 2,6% (p/v) e pH-7 revelou-se ótimo para o crescimento de Synechocystis sp. P2A, bem como para a produção de IAA (79 µg/ml). Para preparar uma formulação eficaz para inoculação de plantas, as esferas de alginato foram adicionalmente modificadas por revestimento com quitosano ou quitosano-polietileno glicol. O efeito de todas as formulações contendo Synechocystis sp. P2A em forma livre e imobilizada no crescimento de Triticumaestivum foi avaliado. A inoculação no solo com Synechocystis aprisionado em esferas de alginato revestidas com quitosano resultou em um aumento de 20% no comprimento da raiz e aumento de 14% no peso seco em comparação com mudas não inoculadas. As cianobactérias livres e imobilizadas foram deixadas crescer em meio BG11 suplementado com 100 µg/ml de K2CrO4 e a redução do cromo foi medida a um pH variável. A um pH 7 a forma imobilizada apresentou 5% mais de redução do que a forma livre. O presente estudo mostrou que o alginato imobilizado de Synechocystis sp. P2A pode realizar funções viáveis, incluindo a produção de hormônio promotor do crescimento de plantas e redução de cromo e, portanto, propor um método eficiente e conveniente para armazenamento e uso de cianobactérias.

Estudio preliminar de la obtención de compuestos híbridos de quitosano y polifenoles derivados de lignina a partir de subproductos agropecuarios y pesquería de camarón / Preliminary study of the production of hybrid compounds of chitosan and polyphenols derived from lignin from agroindustry and shrimp fishery

En este estudio se prepararon y caracterizaron microcápsulas híbridas del conjugado de polifenoles derivados de la lignina proveniente de la cáscara de piña, y el quitosano obtenido a partir de la quitina de la cáscara del camarón; ambos materiales fueron obtenidos como residuos de la industria agropecuaria y pesquería de camarón de Costa Rica. Con el objetivo de preparar compuestos fenólicos derivados de la lignina, y utilizarlos en la síntesis de las microcápsulas, se realizó la hidrólisis enzimática de la misma en un reactor a presión atmosférica a un pH de 6.8, en buffer de citrato 1 M, durante 6 h a 37ºC. Las enzimas utilizadas fueron extraídas de los cultivos de hongos de Gloeophyllum trabeum (Pers.) Murrill y Phanerochae chrysosporiumin Burdsall. Para la obtención del quitosano se realizó la desacetilación alcalina a partir de exoesqueletos del camarón Heterocarpus vicarius Fazon. Para la preparación de las microcápsulas se empleó una disolución de quitosano en ácido acético, el cual fue mezclado con una disolución acuosa del producto obtenido de la hidrólisis de la lignina y luego añadido a una disolución de vaselina para microemulsionar. Posteriormente, se agregó el glutaraldehído como agente entrecruzante. Se obtuvieron microcápsulas con tamaños entre 5 y 10 µm. Estas microcápsulas son un material promisorio ya que, mediante la formación del complejo, se puede aumentar la solubilidad del quitosano y estabilizar los polifenoles, manteniendo así sus propiedades antioxidantes. Los resultados preliminares obtenidos en esta investigación, muestran el potencial de este material para el encapsulamiento de fármacos y pesticidas.

Hybrid microcapsules of the conjugate of polyphenols derived from lignin were prepared and characterized. They were obtained from pineapple peel and chitin from shrimp shell from agroindustry or shrimp fishery of Costa Rica. The phenolic compounds were obtained by hydrolysis of lignin, using the enzyme derivatives from the fungus culture of Gloeophyllum trabeum (Pers.) Murrill and Phanerochaete chrysosporium Burdsall. The reaction was carried out in a reactor with atmospheric pressure, pH 6.8, with a citrate buffer of 1M, for 6 hours at 37°C. The chitosan was obtained by alkaline deacetylation of the Heterocarpus vicarious Fazon, shrimp exoskeletons. Microcapsules were prepared mixing a solution of chitosan dissolved in acetic acid and a solution of polyphenol derivatives from lignin. Afterwards, they were added to a vaseline aqueous solution for the microemulsion formation and glutaraldehyde was added as a crosslinking agent. Microcapsules with sizes between 5 to 10 µm were obtained. These microcapsules are a promising material to increase chitosan solubility and for preventing the oxidation of polyphenols. The preliminary results obtained in this research show the potential of this material for the encapsulation of drugs and pesticides.

Comportamiento morfológico y electroquímico de un recubrimiento Dip Coating policaprolactona-quitosano-colágeno sobre Ti6Al4V / Morphological and electrochemical behavior of polycaprolactone-chitosan-collagen film fabricated by Dip Coating on Ti6Al4V

Resumen: En este trabajo se presenta, la caracterización mediante las técnica de Infrarrojo, Microscopía de Fuerza Atómica, Microscopía Electrónica de Barrido y ángulo de contacto de los recubrimientos poliméricos de la mezcla binaria de policaprolactona-quitosano y su modificación tras la adición de colágeno que fueron depositados mediante la técnica de Dip Coating sobre la aleación de Ti6Al4V; además, se evaluó mediante la técnica de Espectroscopía de Impedancia Electroquímica la aleación Ti6Al4V recubierta por las mezclas de polímeros a cero días de inmersión en Fluido Corporal Simulado y la capacidad de adsorción de calcio a 21 días de inmersión. De esta manera, se encontraron efectos representativos sobre el papel del colágeno para el aumento de la rugosidad superficial, mayores valores en la resistencia a la polarización del Ti6Al4V, mejor comportamiento en los parámetros de energía libre, adsorción atómica de calcio y la consolidación de una nueva interfase asociada a la monocapa de calcio simulada mediante circuitos equivalentes y observada por Microscopía Electrónica de Barrido.

Abstract: This paper presents the characterization by the infrared technique, atomic force microscopy, scanning electron microscopy and contact angle of the polymer coatings of the binary mixture of polycaprolactone-chitosan and its modification after addition of collagen were deposited by the technique of Dip Coating on Ti6Al4V alloy; also by the technique of Electrochemical Impedance Spectroscopy were evaluated the Ti6Al4V alloy coated by polymer blends zero days immersion in Simulate Bode Fluid and of adsorptivity calcium to 21 days immersion. Thus, representative effects on the role of collagen to increase the surface roughness, higher values in the polarization resistance of Ti6Al4V, better behavior parameters free energy, atomic adsorption of calcium and the consolidation of a found new interface associated with the monolayer calcium simulated by equivalent circuits and observed by Scanning Electron Microscopy.