Cuantificación de las partículas de polietileno en líquido sinovial tras artroplastia total de rodilla, utilizando un polietileno convencional o uno altamente entrecruzado: estudio preliminar y protocolo de estudio

La formació de partícules de polietilè és la principal causa de osteòlisi i per tant de fracàs a l’artroplàstia total de genoll. El nostre objectiu és comparar, in vivo, el nombre de partícules que es formen amb un polietilè convencional amb un altament entrecreuat, esperant que el segon cas el nombre sigui més petit. Utilitzem una tècnica de aïllament de partícules en líquid sinovial ja descrita, que reproduïm a l’estudi preliminar. Presentem un protocol d’estudi prospectiu a doble cec, on s’estudiaran pacients amb artroplàstia de genoll d’un any d’evolució.

Observables de partículas relativistas

We study the most general unitary transformation that transform the Hamiltonians of particles of spins 0, 1/2 or 1, into Hamiltonians containing even or odd matrices only. We present also the expressions for the position operators for each transformation that are valid for the three kinds of particles mentioned above.

Optimización de un nuevo método de preparación de óxidos mixtos tipo perovskita con vacantes de oxígeno.

Se han optimizado las condiciones para la deslitiación de compuestos de fórmula general La2/3-xLi3xTiO3 así como las de la posterior termólisis de compuestos de fórmula general La2/3-xTiO3-3x(OH)3x. En ambos procesos se mantiene la estructura perovskita cúbica Pm3m. Estudios preliminares de conductividad eléctrica indican que los compuestos La2/3-xTiO3-3x/2 obtenidos mediante química suave a partir de la perovskita de lantano y litio se comportan como semiconductores.

Caracterización morfológica, textural y composicional de las partículas de oro reveladas en placeres marinos de las playas Mejías y Jiguaní (NE de Cuba Oriental)

En este trabajo se describen los principales rasgos morfológicos, texturales y composicionales de las partículas de oro presentes en los placeres marinos costeros de las playas Mejías y Jiguaní, Cuba. Las partículas de oro estudiadas en ambos depósitos, son muy finas, mostrando formas tabulares predominantes; en ocasiones aparecen muy aplastadas, formando especies de laminillas o hojuelas, observándose, a través de las imágenes de electrones etrodispersados,partículas con texturas internas muy complejas , así como cariado de los granos. Las partículas están compuestas por subgranos de composición diferente,correspondientes a aleaciones naturales de Electrum, oro nativo y oro mercurial en ambos placeres y aleaciones de Au-Cu (tetraauricuprido) en el Placer Jiguaní. Estos subgranos frecuentemente se encuentran alterados en sus bordes. Esta alteración consiste predominantemente en un enriquecimiento en oro con relación a la plata.

Distribución de radionúclidos naturales (7Be y 210Pb) y antropogénicos (137Cs y 239,240Pu) en el Océano Ártico

La distribución de los radionúclidos (7Be, 137Cs, 210Pb y 239,240Pu) en los diferentes compartimentos (columna de agua, sedimentos del fondo y hielo) depende no sólo de las propiedades fisicoquímicas del propio radionúclido, sino también de los procesos que tienen lugar en el Océano Ártico. El hielo marino desempeña un papel relevante en la dispersión de los radionúclidos desde las áreas de formación del hielo a lo largo del Ártico debido a la liberación de éstos durante su tránsito o definitivamente en las áreas de ablación, especialmente en el Estrecho de Fram. Además, el hielo durante su deriva incorpora radionúclidos debido a la deposición atmosférica. Los radionúclidos conservativos (137Cs) permanecen disueltos en la columna de agua, mientras que los reactivos (210Pb e isótopos de Pu) se hallan predominantemente en los sedimentos de las plataformas continentales. En cambio, en las cuencas árticas centrales la mayor parte se encuentran en la columna de agua debido a la limitación en el arrastre por parte de las partículas (scavenging). En el Estrecho de Fram, como resultado de la liberación masiva de sedimentos se activa el proceso de scavenging y se observa como los inventarios de todos los radionúclidos estudiados en sedimentos aumentan en comparación con los valores de las cuencas centrales árticas. El inventario de radionúclidos en sedimentos del hielo (SIS) presenta valores inferiores a los otros compartimentos pero no es despreciable por la relevancia de la dispersión.

Disseny de filtres passa banda en l'ordre dels GHz mitjançant acobladors ressonants

L’objectiu d’aquest projecte es basa en l’obtenció de filtres passa banda mitjançant acobladors ressonants en l’ordre dels GHz, amb un ampla de banda fraccional del 30%. En un primer disseny es presentarà l’estudi del coeficient d’acoblament entre partícules ressonants i tot seguit s’introduirà una capacitat interdigital per a augmentar l’acoblament. Mitjançant el nou disseny es demostrarà que es pot arribar a resultats òptims tant en simulacions com a l’hora de fabricar el dispositiu.

Estudio y preparación de barbotinas de cerámicas técnicas avanzadas oxídicas mediante el molino de atrición

Las cerámicas técnicas se han identificado como uno de los primeros campos donde las mayores mejoras en el procesado y la obtención de productos más avanzados se podrán alcanzar. Avances en la tecnología del procesado cerámico se requerirán para la comercialización de nuevos productos y para el mantenimiento de la competitividad en los productos ya consolidados. El molino de atrición es capaz de suministrar alta energía en el proceso de molienda consiguiendo mayores reducciones de tamaño de partícula. El procesado con el molino de atrición permite conseguir partículas submicrónicas que facilitan las etapas de conformado posterior y mejoran las propiedades del producto final. Esta alta eficiencia del molino de atrición hace que se puedan conseguir partículas en el rango incluso manométrico lo que tiene interesantes implicaciones tecnológicas. El objetivo principal de este trabajo es el estudio de los parámetros que afectan a la desaglomeración y molturación del material de partida, más una caracterización de la microestructura y de las propiedades mecánicas que genera en el material desarrollado.

Autoensamblaje dirigido de nanoestructuras de Ce0,9Gd0,1O2-y crecidas por vía química sobre sustratos nanoindentados

En la presente memoria se expone el trabajo realizado en el marco de partículas nanométricas de óxido de cerio (IV) dopado con gadolinio (Ce0,9Gd0,1O2‐y) crecidas por métodos químicos sobre sustratos de tipo perovskita previamente modificados por nanoindentación. El estudio de la influencia de las deformaciones mecánicas del sustrato en la ordenación espontánea de las nanoestructuras nos permitirá poder prever y diseñar sistemas de autoensamblaje asistido y asomarnos al ansiado control en la fabricación de sistemas en el rango nanométrico.

Desenvolupament d'un videojoc en 3D

La industria de los videojuegos crece exponencialmente y está ya superando a otras industrias punteras del ocio. En este proyecto, nos hemos planteado la realización de un videojuego con visualización en el espacio real 3D. Para la realización del videojuego se ha usado el siguiente software: Blender para diseñar los modelos 3D, C++ como lenguaje de programación para desarrollar el código y un conjunto de librerías básicas para desarrollar un videojuego llamadas Ogre3d (Motor Gráfico). La lógica del movimiento 3D y los choques entre las partículas del juego ha sido diseñada enteramente en este proyecto acorde con las necesidades del videojuego, y de forma compatible a los ficheros de Blender y a las librerías OGRE3D.

Desequilibri 234Th/238U per a l'estudi del cicle de partícules al Mediterrani nord-occidental

El desequilibri 238U/234Th s’utilitza per traçar el cicle de les partícules a la part més superficial dels oceans. Això és possible degut a les diferències entre els seus períodes de semidesintegració (T1/2 (234Th)=24,1 d; T1/2 (238U)=4,5 10 9 anys) i a les seves característiques biogeoquímiques: el Th presenta una gran afinitat per les partícules mentre que l’U és conservatiu en aigua de mar. En absència de partícules s’esperaria tenir equilibri secular entre ambdós radionúclids, però com que l’oceà no està lliure de partícules, el 234Th és exportat des de les capes més superficials produint-se un dèficit respecte el seu pare, l’238U. El període de semidesintegració del 234Th és molt adequat per traçar processos d’escales temporals de dies a setmanes, del mateix ordre que el desenvolupament de la floració del fitoplàncton i a la posterior exportació de partícules. En aquest treball es presenten dades obtingudes durant dues campanyes oceanogràfiques realitzades en el marc del Projecte FAMOSO (2009) en el Mediterrani nordoccidental, abans i després de la floració de fitoplàncton de primavera a la zona. Una de les peculiaritats d’aquesta regió és el procés de convecció profunda d’hivern, el qual suposa un important mecanisme de fertilització. A partir dels fluxos de 234Th obtinguts a la columna d’aigua es poden establir les pautes temporals que ha seguit el fitoplàncton en les setmanes prèvies al mostreig. Aquesta informació es compara amb els fluxos obtinguts utilitzant trampes de sediment a la deriva instal·lades durant ambdues campanyes.

Análisis del ciclo de vida de sistemas de tratamiento de aguas residuales: influencia de los materiales utilizados

En este proyecto se tiene como objetivo comparar una EDAR específica con otras tres, desde el punto de vista ambiental, y establecer diferentes alternativas. En particular, se ha evaluado la mejor alternativa en la obtención de energía eléctrica para la propia utilización de la planta de tratamiento de aguas residuales, a partir del biogás generado en el digestor en la línea de lodos. En este tipo de instalaciones, entre las alternativas tanto en su uso actual como en fase de desarrollo, el motor de cogeneración de electricidad y el calor es el más utilizado para obtener simultáneamente la electricidad necesaria para las instalaciones y el calor necesario para mantener el digestor de lodos a la temperatura de trabajo (36ºC aproximadamente). Las otras alternativas evaluadas en este estudio son las pilas de biogás de membrana electrolítica polimérica (en inglés Polymeric Electrolyte Membrane, PEM) y las pilas de óxidos sólidos (en inglés Solid Oxide Fuel Cells, SOFC) con una turbina de gas (sistema híbrido SOFC-GT). Por otro lado, se estudian las características de los materiales que componen los dispositivos MEC (microbial electrolysis cell) y las pilas PEM y SOFC, así como las ventajas e inconvenientes de usar estas nuevas tecnologías en el tratamiento de aguas residuales, así como la evaluación del impacto ambiental de la EDAR objeto de estudio, que se ha llevado a cabo utilizando el análisis de ciclo de vida (ACV). El ACV es una herramienta que permite comparar diferentes procesos o productos que tengan la misma función, y así evaluar la alternativa que conlleve una mejora en el medio ambiental. La metodología de ACV pretende evaluar en detalle el ciclo de vida completo de un producto o proceso. Un ACV se suele definir de tipo "cradle to grave" o "desde la cuna hasta la tumba" o bien de tipo "gate to gate", o "de puerta a puerta". En el primer caso el estudio analiza el ciclo de vida completo del sistema, dese el origen hasta el final, mientras que en el segundo caso el ACV no tiene en cuenta su disposición final (vertedero, reciclaje, etc.). Un estudio de ACV del primer tipo conlleva hacer un estudio muy detallado, que en la práctica puede resultar muy largo y laborioso por la dificultad de encontrar todos los datos necesarios. Por ello, muchos estudios de ACV que se encuentran en la literatura suelen ser del tipo "gate to gate". Además, hay que esablecer las fronteras del sistema a estudiar, ya que hay procesos que tienen muy poca contribución a las categorías de impacto ambiental. En una EDAR los principales procesos considerados en el ACV llevado a cabo son el consumo de productos químicos, de electricidad, la producción de lodos y su utilización como composta, el biogás y su utilización para producir electricidad, los residuos sólidos y las distintas emisiones al medio producidas por el propio funcionamiento de la EDAR. Las operaciones relacionadas indirectamente como el transporte de los lodos, de productos químicos, de los residuos sólidos y la infraestructura con una vida media de 30 años no influyen significativamente en los resultados, por ejemplo el transporte de los lodos con un camión a 30km contribuyen en menos de 1% en todas las categorías de impacto. De acuerdo con las normativas ISO series 14040 que regulan las pautas de un ACV, se establece una unidad funcional apropiada, o sea habitante equivalente, ya que es la más apropiada por tener en cuenta la carga contaminante en el agua a tratar, parámetro imprescindible para comparar EDARs. Redefiniendo las fronteras, se realiza un ACV del depósito del biogás sin tener en cuenta el resto de la instalación y se toma como unidad funcional m3 de biogás, en el caso concreto de obtener biogás mediante un dispositivo MEC, que maximiza la cantidad de hidrógeno en detrimento de la cantidad de metano contenido en el biogás, observándose que la contribución de un biogás con un alto contenido en hidrógeno y, por tanto bajo en metano, produce una mejora ambiental. Las categorías de impacto ambiental que tienen contribución son el calentamiento global y la oxidación fotoquímica; el dispositivo MEC hace quela contribución a estas categorías de impacto sea de un orden de magnitud inferior con respecto al biogás generado en un digestor. Además, si se produce la combustión del biogás, la única categoría de impacto que tiene contribución es la de calentamiento global; para una dispositivo MEC la contribución sigue siendo un orden de magnitud inferior con respecto al biogás de un digestor de lodos.

Desarrollo del proceso DELOS-susp para la encapsulación de fármacos hidrofílicos en vesículas unilamelares pequeñas

En los últimos años el crecimiento de la nanotecnología ha revolucionado el mundo de la investigación farmacológica promoviendo la investigación de nuevos vehículos de transporte de fármacos de tamaño nanométrico denominados “drug nanocarriers” entre los cuales las vesículas y las partículas poliméricas biodegradables son los que se han estudiado más ampliamente. Estas entidades son interesantes ya que pueden mejorar la biodisponibilidad del activo y pueden ser empleadas como materiales inteligentes que pueden transportar el activo al sitio específico de acción. A pesar de haber sido demostrado que con estos dispositivos en muchos casos se consigue administrar el fármaco de un modo más eficiente que administrando éste en su forma libre, el éxito de estos “nanocarriers” está ligado al desarrollo de tecnologías reproducibles, eficientes, respetuosas con el medio ambiente y fácilmente escalables que permitan su producción a escala industrial. A día de hoy las tecnologías basadas en fluidos comprimidos (FCs), que emergieron a principio de los años 90 como una alternativa al uso de disolventes líquidos convencionales en la producción de materiales micro- y nanoparticulados, están siendo investigadas para la producción de diversos “nanocarriers”. Algunas de las ventajas de estas tecnologías son: la reducción en el uso de disolventes orgánicos, el empleo de bajas temperaturas de procesado, disminución del número de etapas de producción, ser fácilmente escalables y reproducibles. A su vez, este tipo de procesos permiten obtener productos más uniformes estructuralmente que aquellos obtenidos mediante tecnologías convencionales. Dentro de este marco el grupo Nanomol (ICMAB-CSIC) ha desarrollado el proceso DELOS-susp, basado en el uso de fluidos comprimidos, para la obtención en un solo paso de producción vesículas unilamelares pequeñas (SUVs) con elevada uniformidad tanto a nivel de tamaño y morfología como a nivel supramolecular con aplicación en nanomedicina. Como un paso más en el desarrollo del proceso DELOS-susp para la producción de SUVs, en este proyecto se ha estudiado y probado la viabilidad de este proceso para le encapsulación de activos hidrofílicos en vesículas catiónicas de colesterol:CTAB usando sulfato de gentamicina como activo hidrofílico modelo y se ha demostrado la factibilidad de un escalado del proceso por un factor de 50.

Síntesis de nanopartículas de ferritas tipo MFe2O4 (M=Fe, Co, Cu) para su aplicación en superconductores

La tecnología actual ha permitido que en los últimos años la nanociencia y la nanotecnología sean puntos críticos en el desarrollo del conocimiento. En estos momentos se desarrollan sistemas de dimensiones nanométricas que son interesantes debido a sus potenciales aplicaciones en diferentes ámbitos como en química, física, biología, materiales, medicina, cosmética... Dentro de estos sistemas nanoscópicos se encuentran las nanopartículas, estructuras con un tamaño inferior a los 100nm de longitud. En esta clasificación existen a su vez diferentes categorías, como las nanopartículas metálicas, semiconductoras, magnéticas, etc. y es exactamente en esta última tipoogía donde se centra este estudio. Este proyecto de investigación desarrolla la síntesis de magnetita (Fe3O4), ferrita de cobalto (CoFe2O4) y ferrita de cobre (CuFe2O4) con la finalidad de utilizarlas como dopante en superconductores. El método sintético utilizado es del tipo solvotérmico y se lleva a cabo en trietilenglicol, el cual actúa a la vez como disolvente y como estabilizante de las nanopartículas. Las partículas así obtenidas son dispersables en medios polares como el etanol absoluto. Los precursores de este método sintético son los respectivos acetilacetonatos metálicos debido a que el ligando orgánico descompone en productos volátiles. Existen diferentes factores que afectan a la síntesis, tales como la velocidad de ascenso de la temperatura, la agitación, la presencia de agua, la temperatura de descomposición de los precursores, etc. Algunos de estos factores han sido estudiados con detalle y aplicados con tal de optimizar el método experimental. Las nanopartículas sintetizadas han sido analizadas mediante diversas técnicas físicas con tal de establecer diferentes parámetros, tales como su composición fnal, su pureza, su estructura, sus propiedades magnéticas, etc. Estas técnicas son diversas: desde la espectroscopia infrarroja hasta medidas mediante SQUID, pasando por rayos X, microscopía electrónica y termogravimetría. Los resultados han sido favorables en la síntesis de la magnetita y también en la ferrita de cobalto, ya que las nanopartículas obtenidas son homogéneas, fácilmente dispersables en algoholes, estables por largos períodos de teimpo, rápidas de sintetizar, etc. El único problema observado ha sido la síntesis de ferrita de cobre la cual se ha de optimizar, ya que el producto final ha resultado ser una mezcla de tres compuesto diferentes.

Estudi comparatiu de l'algorisme basat en una colònia artificial d'abelles

La finalitat d'aquest projecte és la realització d'un estudi comparatiu de l'algoritme basat en una colònia artificial d'abelles, Artificial Bee Colony (ABC), comparat amb un conjunt d'algoritmes fonamentats en el paradigma de la computació evolutiva. S'utilitzarà l'eficàcia a l'hora d'optimitzar diverses funcions com a mesura comparativa. Els algoritmes amb els quals es comparara l'algoritme ABC són: algoritmes genètics, evolució diferencial i optimització amb eixam de partícules.

Biosensor para el diagnóstico y seguimiento de inmunodeficiencias

La infección por el Virus de Inmunodeficiencia Humano (VIH) y el Síndrome de Inmunodeficiencia adquirida (SIDA) afecta a millones de personas en todo el mundo, y constituye una amenaza a la salud y la vida de muchas otras más, sobre todo en países en vías de desarrollo. Existe un gran interés en el desarrollo de nuevas metodologías analíticas para el diagnóstico de dicha enfermedad de forma rápida, económica y fuera del ámbito del laboratorio por personal no especializado. Los biosensores son dispositivos ideales para cubrir esta demanda analítica facilitando la toma de decisiones y permitiendo un uso racional de técnicas analíticas confirmatorias más costosas. Se plantea el diseño de una estrategia magneto-ELISA con detección óptica así como un dispositivo magneto biosensor electroquímico para el diagnóstico de SIDA a través del recuento de células marcadoras de la enfermedad presentes en la sangre. Ambas estrategias se basan en la captura inmunomagnética de linfocitos T CD4+ con partículas magnéticas modificadas con anticuerpos monoclonales específicos (anti-CD3). La detección de las células capturadas se realiza con un anticuerpo primario anti-CD4 marcado con biotina (antiCD4-biotina) y con un conjugado de estreptavidina y de la enzima HRP (peroxidasa de rábano picante). La unión de esta enzima al anticuerpo primario se realiza a través del complejo biotina/estreptavidina. Se proponen dos tipos de sistemas de detección: óptico y electroquímico. Esto se logra mediante la elección adecuada del sustrato para cada sistema planteado. El dispositivo biosensor basados en un transductor electroquímico renovable y magnético acoplado a partículas magnéticas específicas para las células marcadoras de la enfermedad, consigue la simplificación metodológica y facilita la transferencia de la tecnología hacia la fabricación de un biokit diagnóstico en el ámbito clínico. La potencial aplicación de los dispositivos analíticos propuestos en este trabajo tienen un interés social elevado por su idoneidad para realizar análisis, rápidos, económicos y en el ámbito de la propia consulta médica.