Respuestas química para el estudiante de Farmacia

El trabajo realizado en el PIMCD 2015 nº 60, cuya memoria final se presenta, ha sido posible gracias a la financiación concedida a las autoras por la Universidad Complutense de Madrid. Se han realizado videos recogidos en 2 DVDs. La colección de videos que lo componen responde a una forma moderna y eficaz, alternativa a los métodos clásicos, de explicar al alumno del Grado en Farmacia la respuesta científica a preguntas corrientes con las que puede encontrarse en su futuro profesional o en su vida diaria, relacionadas con las asignaturas de Química Física Farmacéutica, Química Analítica o Física Aplicada a Farmacia. Cada uno de ellos constituye una entidad independiente que se puede visualizar por separado y con los que se puede interaccionar parándolos, rebobinándolos o adelantándolos en el momento que se quiera y tantas veces como sea necesario, lo que permite al estudiante adaptarlo a su propia velocidad de comprensión. Esperamos que sean útiles a una gran cantidad de jóvenes universitarios y les anime a concebir estas asignaturas, no como compartimentos estancos, sino como las herramientas cuyo conocimiento y comprensión les abre las puertas de un mundo lleno de respuestas.

Quitooligosacáridos bifuncionales: relación entre características químico-físicas y propiedades biológicas

As the degraded products of chitosan, chitooligosaccharides (COS) have recently been produced by several methods, such as enzymatic an acidic hydrolysis. Chitosans are a family of biocompatible and biodegradable biopolymers obtained by N-deacetylation of chitin, the most abundant natural polymer after cellulose, consisting of two monomeric units, N-acetyl-2- amino-2-deoxi-D-glucose (A units) and 2-amino-2-deoxi-D-glucose (D units) linked by β (1→4) links. The degraded products COS, have a smaller molecular weight and therefore have better solubility and lower viscosity under physiological conditions because of shorter chain lengths and free amino groups in D-glucosamine units. The study of COS has been increasing not only because they come from a natural source, but also because of their biological compatibility and effectiveness. There are numerous reports on the biological activities of COS and their potential applications in food industry, pharmacy, agricultural or biomedicine. Nevertheless, in these studies it is difficult to find well defined COS in terms of physicochemical parametres, because these samples are usually poorly characterized. This makes it difficult to compare the results and to understand their mecanism of action. Degradation of the O-glycosidic linkages of chitosan by different methods, results in COS with different numbers and sequences of A and D units as well as different degrees of polymerisation (DP). Over the past few years, several technological approaches have been taken in preparing COS, including acid hydrolysis or enzymatic methods, among others. Therefore, in order to obtain COS with different physicochemical properties, different preparation methods of COS have been developed in this work. Then, the study of the relationship between physicochemical properties of these COS and their biological activities such as natural antioxidants, antibacterial agents, mucoadhesive and anti-inflammatory effects have been studied...

Premelting-Induced Smoothening of the Ice-Vapor Interface

We perform computer simulations of the quasiliquid layer of ice formed at the ice-vapor interface close to the ice Ih-liquid-vapor triple point of water. Our study shows that the two distinct surfaces bounding the film behave at small wavelengths as atomically rough and independent ice-water and water-vapor interfaces. For long wavelengths, however, the two surfaces couple, large scale parallel fluctuations are inhibited, and the ice-vapor interface becomes smooth. Our results could help explain the complex morphology of ice crystallites.

Premelting-Induced Smoothening of the Ice-Vapor Interface

We perform computer simulations of the quasi-liquid layer of ice formed at the ice/vapor interface close to the ice Ih/liquid/vapor triple point of water. Our study shows that the two distinct surfaces bounding the film behave at small wave-lengths as atomically rough and independent ice/water and water/vapor interfaces. For long wave-lengths, however, the two surfaces couple, large scale parallel fluctuations are inhibited and the ice/vapor interface becomes smooth. Our results could help explaining the complex morphology of ice crystallites.

Diseño, preparación y caracterización de hidrogeles de agarosa para liberación controlada de fármacos

En esta tesis doctoral se han abordado nuevas estrategias para la elaboración de sistemas farmacéuticos para la liberación de fármacos basados en hidrogeles de origen natural. La sustancia elegida para la fabricación de estos sistemas fue la agarosa para la que cada día se encuentran nuevas aplicaciones dentro de campos relacionados con la biomedicina, la biotecnología y la liberación controlada de fármacos. La agarosa presenta la gran ventaja, entre otras, de, gracias a su capacidad de gelificar en función de la temperatura, conformar diferentes tipos de materiales en piezas con notables prestaciones mecánicas que permiten su manipulación. En una primera aproximación se procedió a probar la capacidad de los sistemas de agarosa de permitir la inclusión de tres tipos de surfactantes: pluronic® F68, tween® 80 y lauril sulfato de sodio, con objetivo de facilitar la liberación de los fármacos incluidos. Los tensoactivos incluidos no afectaron las propiedades de los sistemas obtenidos. Se pudo comprobar cómo, incluso a los mayores porcentajes de surfactante, se obtienen sistemas manejables que, en el caso del fármaco modelo hidrosoluble, teofilina, respondían al comportamiento esperado, una más rápida liberación del fármaco con pequeñas variaciones en función de la naturaleza y porcentaje del surfactante añadido. Sin embargo, en el caso del fármaco modelo de baja solubilidad en agua, la tolbutamida, el comportamiento es radicalmente diferente ya que la liberación es más sostenida independientemente del tipo de surfactante. Con el fin de aclarar este inesperado comportamiento se procedió a caracterizar estos sistemas desde el punto de vista microestructural, considerando las interacciones establecidas entre las micelas cargadas de fármaco y la agarosa y las modificaciones en la porosidad de los hidrogeles liofilizados...

Aprendizaje autónomo del Laboratorio de Química Inorgánica mediante el uso de TICs

Se ha creado un Entorno Virtual de Enseñanza y Aprendizaje (EVEA) circunscrito a la realización de prácticas en el Laboratorio de Química Inorgánica orientado a incrementar el grado de interacción entre el alumno con algún tipo de dificultad auditiva o dificultad idiomática y el profesor o el resto de sus compañeros mediante el uso conjunto del material elaborado y el uso de sistemas basados en redes sociales, mensajerías.

Los orbitales en la educación química: un análisis mediante su representación gráfica

La constitución atómica de la materia está en la base de la química. Saber cómo se unen y cómo se separan los átomos es tener la clave de las transformaciones de la materia, que son el objeto de esta ciencia. Tendemos a imaginarnos a los átomos como pequeñas partículas, como bolitas, pero desde los años 1930 sabemos que no se puede entender su comportamiento microscópico mediante la física clásica. La mejor teoría que tenemos para este dominio es la mecánica cuántica, pero en ella la descripción más fundamental y completa de los sistemas no es a través de las variables clásicas, propias de las partículas, como la posición y el momento, sino de la función de onda. La función de onda es un objeto matemático que contiene toda la información del sistema. Sin embargo, ni extraer esa información ni interpretarla es sencillo, lo que supone una serie de problemas. Por ejemplo, casi noventa años después de su nacimiento la teoría cuántica apenas está presente en la enseñanza secundaria. Y el problema no afecta sólo al ámbito educativo. Por ejemplo, la química había desarrollado desde mediados del siglo XIX la teoría estructural, de enorme poder explicativo, que los químicos siguen empleando hoy en día. Además, si la función de onda de una partícula es un objeto extraño, la de un sistema de varias, como una molécula es, además, difícil de tratar matemáticamente. Pero la química necesitaba acceder a la estructura microscópica y a la reactividad de las moléculas... Mucho antes de que el avance de la computación pusiera a disposición de los químicos herramientas para resolver por la fuerza sus problemas, ya habían desarrollado modelos para incorporar la mecánica cuántica de forma relativamente sencilla a su arsenal y en esos modelos los protagonistas eran un tipo especial de funciones de onda, los orbitales. Los orbitales son funciones de onda de una sola partícula y por tanto mucho más sencillas de calcular e interpretar que las de los sistemas complejos. A cambio, no dan cuenta de todas las complejidades de una molécula, por ejemplo de las interacciones entre sus electrones. La química es una ciencia capaz de utilizar simultáneamente varios modelos diferentes e incluso contradictorios para cubrir su territorio y eso es lo que hizo, de más de una manera, con los orbitales, de origen cuántico, la teoría estructural clásica y los modelos semiclásicos del enlace a través de pares de electrones localizados. El resultado es un modelo híbrido y difícil de definir, pero eficaz, versátil, intuitivo, visualizable... y limitado, que se puede introducir incluso en niveles preuniversitarios. A pesar de eso, la enseñanza de los modelos cuánticos sigue siendo problemática. A los alumnos les resultan complicados y muchos expertos creen además que los confunden y mezclan con los clásicos. Se trata, pues de un problema abierto. Esta tesis tiene el propósito de dilucidar el papel de los orbitales en la educación química analizando casos de uso de sus representaciones gráficas, que son muy importantes en toda la química y aún más en estos modelos, que tienen un fuerte componente visual, analógico y metafórico. Los resultados de los análisis muestran una notable coherencia de uso de las imágenes de orbitales en enseñanza e investigación: En química los orbitales no son únicamente funciones matemáticas que se extienden por toda la molécula, sino también contenedores de electrones localizados que interaccionan por proximidad con transferencia de electrones Muchas veces estos modelos intuitivos se utilizan después de los cálculos cuánticos para interpretar los resultados en términos próximos a la química estructural. Aquí está la principal diferencia con los usos educativos: en la enseñanza, especialmente la introductoria, el modelo intuitivo tiende a ser el único que se usa.