Estudio básico y aplicado de polímeros elastómeros mediante la Técnica de Resonancia Magnética Nuclear (RMN)

Los polímeros son materiales que poseen una variedad muy grande de aplicaciones. Por esta razón, el estudio de sus propiedades físicas y químicas resulta de gran interés. Un polímero es una macromolécula cuyo peso molecular puede llegar a varios millones de umas. Mediante la selección de el o los monómeros y de su secuenciamiento en el proceso de polimerización (microestructura del polímero), se puede lograr que el material tenga propiedades predeterminadas. Es posible, entonces, encontrar o desarrollar polímeros para las más variadas aplicaciones: elásticos, rígidos, resistentes a la temperatura, conductores, aisladores, inertes, etc. (...) La Resonancia Magnética Nuclear (RMN) de alta resolución es una de las técnicas más poderosas para la caracterización de los polímeros, brindando información sobre la microestructura y la dinámica de estas macromoléculas, tanto cuando se encuentran en estado sólido como cuando están disueltas en soluciones líquidas. El entendimiento de la microestructura de un polímero es de interés porque ella está íntimamente relacionada con las propiedades macroscópicas del material. Por otra parte, la microestructura de un polímero depende del proceso de polimerización utilizado y en consecuencia, es posible obtener información sobre los mecanismos de reacción química que ocurren durante su síntesis, dentro de los reactores de polimerización. NMR permite, también, obtener información detallada sobre la dinámica de los polímeros. La gran longitud de los polímeros hace que su dinámica molecular sea sumamente compleja. Sin embargo, mediante el empleo de secuencias de pulsos particulares y mediciones de los tiempos de relajación característicos de los espines nucleares, se obtiene información sobre la dinámica de la macromolécula, de los segmentos que la componen y de los grupos colgantes que pueda poseer. Objetivos Generales y Específicos El trabajo a realizar en el período correspondiente al subsidio solicitado, es la continuación de las investigaciones comenzadas en septiembre de 1995. Se avanzará en el entendimiento de los elastómeros que se están estudiando actualmente. El estudio abarca los elastómeros sin tratamientos térmicos y con tratamientos térmicos (vulcanizados).

Efectos biológicos del empleo de implantes ortopédicos de polipropileno en perros

Este trabajo pretende aportar conocimientos sobre el desarrollo de nuevos materiales para implantes ortopédicos en Medicina Veterinaria y Humana, de bajo costo y sin efectos biológicos indeseables. Para esto se pretende verificar los posibles efectos biológicos de los implantes de polipropileno, mediante una evaluación clínica, bioquímica e histopatológica en 12 caninos a los que se les implantará una placa ortopédica, por las técnicas quirúrgicas de rutina. Sobre el material de implante (polipropileno) se efectuará un estudio de homogeneidad química y de los posibles efectos del organismo sobre el mismo, mediante espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier y espectroscopía Uv-visible. Objetivos generales Aportar conocimientos para: desarrollar nuevos materiales para implantes ortopédicos, de bajo costo, buena adaptabilidad mecánica y toxicidad mínima. Objetivos específicos 1. Verificar los posibles efectos biológicos de los implantes (placas ortopédicas) de polipropileno en perros, mediante una evaluación clínica, bioquímica e histopatológica de los animales implantados. 2. Determinar la homogeneidad química, la presencia y concentración de antioxidantes y los posibles estados superficiales del material utilizado para la confección de las placas, mediante espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier. 3. Determinar el efecto del organismo sobre el polímero mediante espectroscopía UV-visible.

Estudio de efectos moleculares en polímeros, copolímeros y oligómeros

El tema de investigación en desarrollo se enmarca en la Física del Estado Sólido, estudiando las propiedades estáticas y dinámicas en sólidos moleculares empleando las técnicas de Resonancia Magnética Nuclear (RMN), la Resonancia Cuadrupolar Nuclear (RMN) y del Calor Específico. El plan de trabajo contempla la formulación de los formalismos teóricos, pertinentes al tema de investigación, a los efectos de dar una explicación de los fenómenos físicos observados. La familia de polímeros estudiados la constituyen los polioligómeros; éstos están formados por cadenas de polímeros entrecruzadas por otros polímeros. Estos compuestos presentan una estructura "tipo caucho". Entre los fenómenos físicos de interés se encuentran los de tipo estático y los dinámicos. De los fenómenos estáticos nos interesa, en particular, dar una respuesta sobre los distintos polimorfismos y los distintos mecanismos de estructuración de agua. Del conjunto de fenómenos dinámicos nos interesan los movimientos de grupos moleculares, la propagación de movimientos reptantes de baja frecuencia, los puente hidrógeno, las transiciones de fase, etcétera. Los compuestos bajo estudio son los polioligómeros de sacarosa entrecruzada con 1-4bunedioldiglycidilether y puede estructurar agua como hidrogel hasta 30 veces su volumen. La primera etapa de este proyecto consistió en la caracterización del compuesto mediante RMN de 13C. Esto permite la identificación de los distintos grupos moleculares que lo componen y por lo tanto, determinar una relación cuantitativa de polímero y entrecruzante. A los efectos de estudiar los mecanismos de estructuración de agua, se realizará una hidratación progresiva del compuesto con agua pesada (2H2O) midiendo la RMN de deuterio (2H). Esto permite separar la señal proveniente de las moléculas de agua de los hidrógenos (1H) de las cadenas de polímeros. Los parámetros de la RMN a medir son forma de línea de resonancia del 2H, tiempo de relajación espín-espín (T2) y distintos experimentos con desacople 1H-2H, todos en función de la temperatura. Los efectos dinámicos se estudiarán principalmente mediante el comportamiento en función de la temperatura, de los tiempos de relajación. A saber, tiempo de relajación espín-red (T1) y tiempo de relajación en el sistema rotante (T1r). De estos estudios se podrá determinar el tipo de estructuración y grado de movilidad. También se prevé construir un nuevo cabezal de RMN para medir difución del agua.

Caracterización de virosis asociadas al girasol y sus efectos sobre parámetros fisiológicos y agronómicos

La República Argentina es uno de los principales países exportadores de girasol, no obstante su producción se ha visto afectada por problemas sanitarios, siendo este factor determinante en la competencia por los mercados. Relevamientos detallados permitieron el aislamiento de tres tipos de síntomas relacionados a agentes virales: moteado clorótico severo, mosaico suave y anillos cloróticos. El virus que causa el moteado clorótico en el girasol es un potyvirus que ha sido parcialmente caracterizado y pruebas serológicas indican que el mismo y el virus del mosaico suave no están relacionados. Porcentajes de los síntomas mencionados varían entre un 0.6 % y un 1.9 %, lo cual implicaría pérdidas potenciales varias veces millonarias. La adecuada identificación de estos patógenos es el paso previo para la elaboración de estrategias de control y para esto se proponen los siguientes objetivos: - Caracterizar biológicamente al virus del mosaico suave del girasol. - Purificar y caracterizar las partículas de este virus. - Producir reactivos de diagnóstico. - Caracterizar molecularmente al virus del moteado clorótico severo y del mosaico suave del girasol. - Determinar las alteraciones de parámetros fisiológicos y caracteres agronómicos. (...) Estos estudios básicos de caracterización son esenciales para determinar la variabilidad del/los virus y por ende importantes para la futura búsqueda de tolerancia o resistencia en los genotipos de girasol cultivados en el país.

Electroquímica de sustancias orgánicas, mecanismos y electrosíntesis: Producción y aplicación de electrodos modificados

En este trabajo se trata de elucidar los procesos de oxidación-reducción electroquímica de compuestos orgánico aromáticos. Interesan los productos de reacción y el manejo de las variables externas para lograr la optimización de los que sean de interés. Estos estudios se realizan en medios homogéneos y además en medios bifásicos. Así se estudian procesos de electrodos con sustancias orgánicas en sistemas bifásicos líquido-líquido. Interesan conocer los mecanismos de fotoelectroquímica de moléculas biomiméticas tales como carotenos y porfirinas, principalmente en lo referente a la producción de fotocorriente. También se estudian procesos relacionados a la preparación y obtención de electrodos modificados por sustancias orgánicas poliméricas y electrodos sensores como los de metal-óxido y polímero orgánico-metal polidisperso. Objetivos generales y específicos: Los estudios electroquímicos con sustancias orgánicas comprenden una amplia gama de posibilidades. En este proyecto se estudian procesos de electrodo de diversas sustancias orgánicas donde se trata de dilucidar los mecanismos de los procesos redox en general. En lo particular se estudia el comportamiento electroquímico y fotoelectroquímico de sustancias biomiméticas como son los compuestos carotenoides y porfirinas. Interesa fundamentalmente la producción de fotocorriente obtenidas a través de la fotoexcitación. Se propone analizar la sensibilización de semiconductores (SnO2) por medio de moléculas biomiméticas. Estas últimas actúan como aceptor primario de energía radiante y transfieren un hueco o un electrón desde el estado excitado a las bandas de energía del semiconductor base. También se estudian procesos relacionados con la preparación y obtención de electrodos modificados por sustancias orgánicas poliméricas. En este laboratorio ya se han obtenido varios tipos de polímeros y en este proyecto se propone someterlos a condiciones extremas de potencial y a medios agresivos a fin de determinar este tipo de propiedades. Una de las aplicaciones inmediatas de estos electrodos es utilizarlos como sensores electroquímicos para diversas sustancias orgánicas. Por otro lado se estudian procesos electroquímicos en interfaces líquido/ líquido, pseudofaces (micelas) además de medios homogéneos. Como reacción modelo se utiliza nitración de naftaleno.

Estudio del patosistema geminivirus-moscas blancas, Bemisia tabaci (Hemiptera Aleyrodidae) en cultivos de soja. Study of the geminivirus-whiteflies Bemisia tabaci (Hemiptera Aleyrodidae) pathosystem in soybean crops.

La soja es la especie oleaginosa de mayor importancia y consumo en el mundo. Su cultivo se efectúa en aproximadamente 50 países, aunque el 90 por ciento de la producción está concentrada en: Estados Unidos (40 por ciento), Brasil (24 por ciento), Argentina (18 por ciento) y China (8 por ciento). En nuestro país durante la campaña agrícola 2006/07 se alcanzaron 15.981.264 ha y 47.482.784 t. Actualmente, ocupa una amplia zona ecológica, desde los 23º a los 39º de latitud sur y la región pampeana, con cerca del 90 por ciento de la superficie sembrada en las provincias de Santa Fe (28.5 por ciento), Córdoba (28 por ciento) y Buenos Aires (23 por ciento) es la principal productora. Entre los factores que limitan la producción de este cultivo se encuentra el patosistema begomovirus - mosca blanca (Bemisia tabaci Gennadius), que causa pérdidas económicas, al reducir los rendimientos y calidad de los productos obtenidos y aumentar los costos de producción por el uso intensivo de insecticidas. La continua aplicación de agroquímicos para el control del insecto conlleva la selección de individuos resistentes en la población, que puede verse acelerada si se tiene en cuenta que, durante el ciclo de cultivo, se desarrollan varias generaciones. Además, formas inmaduras y adultos se alojan en el envés de las hojas y la acción de los insecticidas es menos eficaz. Ante esto, los agricultores aumentan el número y frecuencia de las aplicaciones, con lo que se incrementa la presión de selección en las poblaciones, favoreciendo el surgimiento de estirpes resistentes. El control químico resulta antieconómico y genera un severo peligro ambiental, con perjuicios para la salud humana y animal. Por lo tanto, resulta imprescindible la búsqueda de formas alternativas de control de la plaga y de los virus que transmite, a través del manejo integrado sustentable, dentro del cual se destacan la resistencia de la planta hospedante (HPR) y el empleo de métodos culturales. Con respecto a los geminivirus, como primer paso en la búsqueda de resistencia, es de gran importancia identificar las especies y/o razas que se encuentran infectando al cultivo de soja. Además, se presupone la existencia de fuentes de resistencia a moscas blancas en germoplasma de soja y, por ende, a los begomovirus que transmiten y que es posible la caracterización de los mecanismos que confieren dicha resistencia. En base a la problemática expuesta se proponen los siguientes objetivos de trabajo:- Aislar y caracterizar molecularmente a las nuevas especies y/o razas de begomovirus detectadas en cultivos de soja y ajustar las técnicas que permitan su identificación.- Detectar y caracterizar los mecanismos de resistencia, antixenosis, antibiosis o ambas, frente a la mosca blanca B. tabaci en distintos cultivares de soja. Para cumplimentar tales objetivos se efectuará el clonado y secuenciación del genoma completo de los diferentes begomovirus detectados; serán ajustadas técnicas de hibridación molecular con marcado no radioactivo y producidos clones infecciosos que, posteriormente, se emplearán para inocular distintas especies (rango de hospedantes). Por otro lado, se tratará de detectar y caracterizar fuentes de resistencia a B. tabaci en germoplasma de soja (cultivares comerciales y líneas en proceso avanzado de mejoramiento). Como primer paso se efectuará la cría de la mosca blanca bajo condiciones controladas.Se medirán variables indicadoras de antibiosis (en condiciones de no elección o alimentación forzada): número de huevos, ninfas y adultos, tasa de mortalidad, duración del ciclo biológico, longevidad y peso de insectos adultos. Complementariamente se determinará antixenosis (en condiciones de libre elección): índice de atracción y preferencia para la oviposición y su correlación con el número de tricomas foliares. Los resultados del proyecto serán de inmediata transferencia a fitotecnistas, semilleros y sector productivo en general, permitiendo la reducción de pérdidas significativas ocasionadas por begomovirus y por su vector.

Biospas proyecto 2: micorrizas, patógenos, meso-macro-fauna y biocontrol (Pae- pid-2007-0054).

El actual sistema agrícola de Argentina basa la mayor parte de su producción en la siembra directa y una limitada rotación de cultivos. En base a el paradigma de la sustentabilidad se pueden evaluar cambios en la asociación de Hongos Micorrícicos (HM) con raíces de diversos cultivos y las poblaciones presentes en el suelo; la incidencia de enfermedades en el cultivo y los niveles de inóculo presentes en los rastrojos y asimismo la supresividad de los suelos y por consiguiente la presencia de enfermedad de los cultivos y el efecto de control que pudieran proveer las Micorrizas Arbusculares (MA). El planteo de SD versus LT también plantea modificaciones tanto de la estructura del suelo como en el sistema y las comunidades de Meso y Macrofauna (MMF) que en él habitan. La hipótesis de trabajo plantea que la incidencia y severidad de las fitoenfermedades puede disminuirse por la rotación de cultivos y que las poblaciones de hongos micorrícicos se modifican según la secuencia de rotación. Esto a su vez implica que, incidencia y/o severidad de una enfermedad pueden ser modificadas por HM presentes en el suelo. Por otro lado, abundancia y atributos estructurales de la comunidad de MMF del suelo son afectados por los sistemas de manejo. En este proyecto se determinaran morfológica y molecularmente las especies integrantes de las poblaciones de HM en diferentes secuencias de cultivo. Se compararán las poblaciones de HM presentes en el suelo y las poblaciones en simbiosis activa con raíces de los diferentes cultivos. Se caracterizará y comparará cultivo, suelo y rastrojo desde el punto de vista fitopatológico en diferentes esquemas de rotación. Como resultado de esto se determinará la existencia de interacciones entre la incidencia de enfermedades y la presencia de determinadas micorrizas y evaluar el efecto de cada sistema de manejo sobre la abundancia y los atributos estructurales de la comunidad de MMF del suelo.

ETIOLOGÍA E IMPORTANCIA ECONÓMICA DE UNA NUEVA ENFERMEDAD VIRAL DE BATATA EN LA PROVINCIA DE CÓRDOBA

La batata se ubica en el séptimo lugar como cultivo destinado a la alimentación humana, y en el quinto luego de arroz, trigo, maíz y mandioca. Globalmente, existen 8 millones de hectáreas plantadas con batata y, aproximadamente el 95% de esa superficie se ubica en más de un centenar de países en desarrollo. En Argentina, la región pampeana (Buenos Aires, Córdoba y Santa Fe) y el NEA representan el 83% de la superficie plantada. Córdoba y Buenos Aires constituyen las principales provincias productoras. A pesar de su importancia potencial en la alimentación humana y animal, como producto exportable y para industrialización, se viene registrando una marcada reducción en el área cultivada con esta hortícola y, entre las causas más relevantes que determinan este fenómeno, se encuentran las enfermedades virales. Históricamente estas patologías han sido la principal limitante en la producción de este cultivo en Argentina y, especialmente en Córdoba. Recientemente y, tras brindar solución al grave problema ocasionado por el “enanismo clorótico” (Sweet potato chlorotic dwarf disease), virosis que afectó al cv Morada INTA en la década del 90, se observó, en nuestra provincia, la aparición de una severa sintomatología viral en lotes de producción implantados con el cv Arapey INIA, genotipo de creciente difusión en el cultivo por sus buenas características agronómicas. En virtud de dicha sintomatología, se sugiere que en la nueva patología viral se halla involucrado más de un agente etiológico y que la misma produce daños económicos en la producción de Arapey INIA. Por otra parte, la identificación de el/los virus presentes en la nueva patología es el primer eslabón para la búsqueda de resistencia a los mismos. Se supone, además, que, en germoplasma selecto de batata existen fuentes de resistencia a el/los virus involucrados y, que, al menos uno de los agentes patógenos de esta virosis de Arapey INIA, es transmitido por moscas blancas. Se propone, como paso inicial para el control de la nueva etiología: caracterizar biológica, serológica y molecularmente a el/los virus involucrados en ella; preparar reactivos de diagnóstico para los mismos y evaluar la gravedad de esta virosis a través de la estimación de su incidencia, prevalencia y severidad y de los daños que provoca sobre los componentes de rendimiento, en zonas productoras de la provincia de Córdoba. Por otra parte y, debido a que una de las principales formas de control de estas enfermedades es a través del empleo de germoplasma resistente y, considerando que la mayoría de los cultivares comerciales de batata, incluído Arapey INIA poseen escasa variabilidad genética por ser monoclonales, se pretende explorar molecularmente para genes de resistencia en aproximadamente 30 genotipos (clones) promisorios procedentes de la EEA INTA San Pedro ( Bs.As.), empleados como parentales en policruzamientos, además de hacerlo en el genotipo bajo estudio (Arapey INIA).

AGUAS DEL RÍO SUQUÍA: MONITOREO Y EVALUACIÓN DE RIESGO DE TRANSMISIÓN HÍDRICA DE VIRUS ENTÉRICOS CON IMPACTO EN SALUD HUMANA.

El agua es una fuente importante de diseminación de agentes virales que se transmiten por vía fecal-oral y que genéricamente se denominan virus entéricos. Nuestro país constituye una zona endémica para algunos de estos virus (hepatitis A (HAV), rotavirus, adenovirus, astrovirus, norovirus, enterovirus no polio) y por lo tanto la excreción fecal de estos virus puede considerarse permanente. Asimismo, los individuos infectados con virus entéricos emergentes, como es el virus de hepatitis E (HEV) y picobirnavirus, también los eliminan por materia fecal. De este modo, las aguas residuales constituyen una matriz hídrica con alta carga viral. En las últimas décadas se ha incrementado la fragilidad de los sistemas hídricos, reflejada en las dificultades para la evacuación de aguas residuales y la contaminación de espacios acuáticos destinados a recreación. En este marco, se vería favorecida la diseminación de virus entéricos en matrices acuosas superficiales, constituyendo éstas aguas un riesgo de infección para la población expuesta. La legislación vigente establece, para el control de la contaminación microbiana de las aguas, el uso de indicadores estándares bacterianos. Sin embargo, recientes estudios han demostrado que estos indicadores no revelan satisfactoriamente la calidad viral de las aguas, por lo que el monitoreo específico de los virus humanos en aguas superficiales cobra particular importancia. El objetivo general: llevar adelante un proyecto de desarrollo y transferencia de tecnologías, basado en una gestión integrada en red de investigación, para la recuperación, identificación, cuantificación y caracterización molecular de virus responsables de enfermedades de transmisión hídrica con impacto en la salud pública, en aguas del Río Suquía de la Provincia de Córdoba. Los objetivos específicos planteados son: -Implementar metodologías para concentración de virus a partir de muestras de aguas y para la extracción de los ácidos nucleicos de los concentrados.-Desarrollar e Implementar métodos moleculares para detección de rotavirus, norovirus, astrovirus, enterovirus, HAV, HEV, picovirnavirus y poliomavirus en aguas del río Suquía.-Caracterizar molecularmente los aislamientos virales (secuenciamiento y análisis filogenéticos).-Cuantificar rotavirus y enterovirus viable en las aguas analizadas.-Determinar la correlación genómica/serológica y las relaciones filogenéticas entre los virus detectados en aguas del Río, en cloacas (circulación poblacional de virus) y en población humana y animal, específicamente para HEV.-Evaluar la correlación entre los parámetros fisicoquímicos y bacteriológicos utilizados como indicadores de la calidad de agua y la detección cualitativa y cuantitativa viral. -Confeccionar mapas que reflejen la contaminación viral estacional del Río Suquía. -Evaluar el riesgo de transmisión hídrica de virus entéricos a población expuesta.-Consolidar la red de investigación a través de la formación de recursos humanos y la divulgación de las actividades y resultados obtenidos. Resultados esperados: Se pretende como producto del desarrollo de este proyecto describir la calidad virológica de las aguas del Río Suquía y arribar a una propuesta para el monitoreo viral de aguas superficiales y la evaluación de riesgo de transmisión hídrica de virus entéricos a población expuesta. Importancia del proyecto: Aportar información a los programas sanitarios de la región sobre la situación de contaminación viral del Río Suquía, a fin de reforzar el sistema de saneamiento ambiental, mejorar el diagnóstico de calidad microbiológica de aguas superficiales e impulsar a programas de control para atenuar la diseminación de virus entéricos en nuestro medio. Los datos sobre el virus HEV serán los primeros disponibles para la región.

Aplicación de materiales zeolíticos en el reciclado químico de residuos plásticos

La utilización de los plásticos ha crecido dramáticamente durante los últimos 30 años y en forma paralela también se ha incrementado el volumen de desperdicios provenientes de los mismos. La distribución individual de los mismos en los residuos domiciliarios varía de acuerdo al origen socioeconómico de los grupos sociales, oscilando entre 39-47% de polietileno PE, 27-41% de polietilentereftalato PET, 5-12% de poliestireno PS, 10-15% de polipropileno PP, entre otros; ocupando entre 9-12% de los desperdicios en rellenos sanitarios (expresado en porcentajes en peso). Para el aprovechamiento de los residuos plásticos existen diferentes opciones, de las cuales el reciclado químico aparece como la alternativa más prometedora tanto ambiental como económica. Dentro del reciclado químico de los desechos plásticos, se encuentra el craqueo catalítico, que es un proceso a partir del cual se pueden obtener hidrocarburos líquidos y gaseosos de gran valor agregado, a partir de la adición de catalizadores, lo cual mejora la tecnología puramente térmica, ya que el espectro en la distribución de productos es mucho más reducido, permitiendo alcanzar mayor selectividad hacia ciertos productos en función de las características del catalizador utilizado, reduciendo los tiempos de reacción y las temperaturas del proceso a 350-550°C. En la presente investigación se propone la síntesis de materiales catalíticos a medida con base en materiales microporosos (Zeolitas), para la transformación de residuos plásticos en hidrocarburos de interés para la industria petroquímica o combustibles. Los materiales catalíticos (del tipo ZSM-11, BETA) se prepararán por técnicas hidrotérmicas, a los cuales se les incorporarán funciones activas (H, Zn, Co, Cr, Ni, Mn) empleando tratamientos químicos y térmicos. Se caracterizarán mediante el empleo de diversas técnicas fisicoquímicas, tales como Difracción de rayos X, Absorción Atómica, Análisis Térmicos, Espectroscopía Infrarrojo con transformada de Fourier, BET, Microscopía de barrido electrónico con microsonda y Mediciones de propiedades magnéticas ( a temperatura ambiente con variación de campo y a campo constante con variación de temperatura). Finalmente estos materiales se emplearán en la transformación de residuos plásticos (PEBD, PEAD y mezclas de los mismos) a hidrocarburos aromáticos y cortes de combustibles. Se estudiará de las influencia de condiciones operativas (reactor de lecho fijo a presión atmosférica, temperaturas de reacción, tiempos de reacción, relación polímero/catalizador, etc.), a los fines de optimizar el sistema catalítico. Aquellos catalizadores que presenten mejor comportamiento para el proceso, serán evaluados a bajos tiempos de contacto en un reactor discontinuo de lecho fluidizado, denominado Simulador de Riser.

Aplicación de materiales zeolíticos en el reciclado químico de residuos plásticos

La utilización de los plásticos ha crecido dramáticamente durante los últimos 30 años y en forma paralela también se ha incrementado el volumen de desperdicios provenientes de los mismos. La distribución individual de los mismos en los residuos domiciliarios varía de acuerdo al origen socioeconómico de los grupos sociales, oscilando entre 39-47% de polietileno PE, 27-41% de polietilentereftalato PET, 5-12% de poliestireno PS, 10-15% de polipropileno PP, entre otros; ocupando entre 9-12% de los desperdicios en rellenos sanitarios (expresado en porcentajes en peso). Para el aprovechamiento de los residuos plásticos existen diferentes opciones, de las cuales el reciclado químico aparece como la alternativa más prometedora tanto ambiental como económica. Dentro del reciclado químico de los desechos plásticos, se encuentra el craqueo catalítico, que es un proceso a partir del cual se pueden obtener hidrocarburos líquidos y gaseosos de gran valor agregado, a partir de la adición de catalizadores, lo cual mejora la tecnología puramente térmica, ya que el espectro en la distribución de productos es mucho más reducido, permitiendo alcanzar mayor selectividad hacia ciertos productos en función de las características del catalizador utilizado, reduciendo los tiempos de reacción y las temperaturas del proceso a 350-550°C. En la presente investigación se propone la síntesis de materiales catalíticos a medida con base en materiales microporosos (Zeolitas), para la transformación de residuos plásticos en hidrocarburos de interés para la industria petroquímica o combustibles. Los materiales catalíticos (del tipo ZSM-11, BETA) se prepararán por técnicas hidrotérmicas, a los cuales se les incorporarán funciones activas (H, Zn, Co, Cr, Ni, Mn) empleando tratamientos químicos y térmicos. Se caracterizarán mediante el empleo de diversas técnicas fisicoquímicas, tales como Difracción de rayos X, Absorción Atómica, Análisis Térmicos, Espectroscopía Infrarrojo con transformada de Fourier, BET, Microscopía de barrido electrónico con microsonda y Mediciones de propiedades magnéticas ( a temperatura ambiente con variación de campo y a campo constante con variación de temperatura). Finalmente estos materiales se emplearán en la transformación de residuos plásticos (PEBD, PEAD y mezclas de los mismos) a hidrocarburos aromáticos y cortes de combustibles. Se estudiará de las influencia de condiciones operativas (reactor de lecho fijo a presión atmosférica, temperaturas de reacción, tiempos de reacción, relación polímero/catalizador, etc.), a los fines de optimizar el sistema catalítico. Aquellos catalizadores que presenten mejor comportamiento para el proceso, serán evaluados a bajos tiempos de contacto en un reactor discontinuo de lecho fluidizado, denominado Simulador de Riser.

Aproximación al diseño de sistemas de bio-reactores para la delignificación de materiales lignocelulósicos y para la decontaminación de suelos y efluentes. Approximation to the design of bio-reactors systems for the delignificación of lignocellulosic materials and for the decontamination of soil and effluents

Los materiales lignocelulósicos residuales de las actividades agroindustriales pueden ser aprovechados como fuente de lignina, hemicelulosa y celulosa. El tratamiento químico del material lignocelulósico se debe enfrentar al hecho de que dicho material es bastante recalcitrante a tal ataque, fundamentalmente debido a la presencia del polímero lignina. Esto se puede lograr también utilizando hongos de la podredumbre blanca de la madera. Estos producen enzimas lignolíticas extracelulares fundamentalmente Lacasa, que oxida la lignina a CO2. Tambien oxida un amplio rango de sustratos ( fenoles, polifenoles, anilinas, aril-diaminas, fenoles metoxi-sustituídos, y otros), lo cual es una buena razón de su atracción para aplicaciones biotecnológicas. La enzima tiene potencial aplicación en procesos tales como en la delignificación de materiales lignocelulósicos y en el bioblanqueado de pulpas para papel, en el tratamiento de aguas residuales de plantas industriales, en la modificación de fibras y decoloración en industrias textiles y de colorantes, en el mejoramiento de alimentos para animales, en la detoxificación de polutantes y en bioremediación de suelos contaminados. También se la ha utilizado en Q.Orgánica para la oxidación de grupos funcionales, en la formación de enlaces carbono- nitrógeno y en la síntesis de productos naturales complejos. HIPOTESIS: Los hongos de podredumbre blanca, y en condiciones óptimas de cultivo producen distintos tipos de enzimas oxidasas, siendo las lacasas las más adecuadas para explorarlas como catalizadores en los siguientes procesos:  Delignificación de residuos de la industria forestal con el fin de aprovechar tales desechos en la alimentación animal.  Decontaminación/remediación de suelos y/o efluentes industriales. Se realizarán los estudios para el diseño de bio-reactores que permitan responder a las dos cuestiones planteadas en la hipótesis. Para el proceso de delignificación de material lignocelulósico se proponen dos estrategias: 1- tratar el material con el micelio del hongo adecuando la provisión de nutrientes para un desarrollo sostenido y favorecer la liberación de la enzima. 2- Utilizar la enzima lacasa parcialmente purificada acoplada a un sistema mediador para oxidar los compuestos polifenólicos. Para el proceso de decontaminación/remediación de suelos y/o efluentes industriales se trabajará también en dos frentes: 3) por un lado, se ha descripto que existe una correlación positiva entre la actividad de algunas enzimas presentes en el suelo y la fertilidad. En este sentido se conoce que un sistema enzimático, tentativamente identificado como una lacasa de origen microbiano es responsable de la transformación de compuestos orgánicos en el suelo. La enzima protege al suelo de la acumulación de compuestos orgánicos peligrosos catalizando reacciones que involucran degradación, polimerización e incorporación a complejos del ácido húmico. Se utilizarán suelos incorporados con distintos polutantes(por ej. policlorofenoles ó cloroanilinas.) 4) Se trabajará con efluentes industriales contaminantes (alpechínes y/o el efluente líquido del proceso de desamargado de las aceitunas). The lignocellulosic raw materials of the agroindustrial activities can be taken advantage as source of lignin, hemicellulose and cellulose. The chemical treatment of this material is not easy because the above mentioned material is recalcitrant enough to such an assault, due to the presence of the lignin. This can be achieved also using the white-rot fungi of the wood. It produces extracellular ligninolitic enzymes, fundamentally Laccase, which oxidizes the lignin to CO2. The enzyme has application in such processes as in the delignification of lignocellulosic materials and in the biobleaching of fibers for paper industry, in the treatment of waste water of industrial plants, in the discoloration in textile industries, in the improvement of food for ruminants, in the detoxification of polutants and in bioremediation of contaminated soils. HYPOTHESIS: The white-rot fungi produce different types of enzymes, being the laccases the most adapted to explore them as catalysts in the following processes:  Delignification of residues of the forest industry in order to take advantage of such waste in the animal feed.  Decontamination of soils and / or waste waters. The studies will be conducted for the design of bio reactors that allow to answer to both questions raised in the hypothesis. For the delignification process of lignocellulosic material they propose two strategies: 1- to treat the material with the fungi 2-to use the partially purified enzyme to oxidize the polyphenolic compounds. For the soil and/or waste water decontamination process, we have: 3- Is know that the enzyme protects to the soil of the accumulation of organic dangerous compounds catalyzing reactions that involve degradation, polymerization and incorporation to complexes of the humic acid. There will be use soils incorporated into different pollutants. 4- We will work with waste waters (alpechins or the green olive debittering effluents.

Desarrollo de sistemas nano/micro-particulados con aplicación en la fotodegradación selectiva de contaminantes orgánicos en solución. Development of nano / micro-particles systems with application to selective photodegradation of organic pollutants in solution.

IDENTIFICACIÓN DEL PROBLEMA DE ESTUDIO. Las sustancias orgánicas solubles en agua no biodegradables tales como ciertos herbicidas, colorantes industriales y metabolitos de fármacos de uso masivo son una de las principales fuentes de contaminación en aguas subterráneas de zonas agrícolas y en efluentes industriales y domésticos. Las reacciones fotocatalizadas por irradiación UV-visible y sensitizadores orgánicos e inorgánicos son uno de los métodos más económicos y convenientes para la descomposición de contaminantes en subproductos inocuos y/o biodegradables. En muchas aplicaciones es deseable un alto grado de especificidad, efectividad y velocidad de degradación de un dado agente contaminante que se encuentra presente en una mezcla compleja de sustancias orgánicas en solución. En particular son altamente deseables sistemas nano/micro -particulados que formen suspensiones acuosas estables debido a que estas permiten una fácil aplicación y una eficaz acción descontaminante en grandes volúmenes de fluidos. HIPÓTESIS Y PLANTEO DE LOS OBJETIVOS. El objetivo general de este proyecto es desarrollar sistemas nano/micro particulados formados por polímeros de impresión molecular (PIMs) y foto-sensibilizadores (FS). Un PIMs es un polímero especialmente sintetizado para que sea capaz de reconocer específicamente un analito (molécula plantilla) determinado. La actividad de unión específica de los PIMs en conjunto con la capacidad fotocatalizadora de los sensibilizadores pueden ser usadas para lograr la fotodescomposición específica de moléculas “plantilla” (en este caso un dado contaminante) en soluciones conteniendo mezclas complejas de sustancias orgánicas. MATERIALES Y MÉTODOS A UTILIZAR. Se utilizaran técnicas de polimerización en mini-emulsión para sintetizar los sistemas nano/micro PIM-FS para buscar la degradación de ciertos compuestos de interés. Para caracterizar eficiencias, mecanismos y especificidad de foto-degradación en dichos sistemas se utilizan diversas técnicas espectroscópicas (estacionarias y resueltas en el tiempo) y de cromatografía (HPLC y GC). Así mismo, para medir directamente distribuciones de afinidades de unión y eficiencia de foto-degradación se utilizaran técnicas de fluorescencia de molécula/partícula individual. Estas determinaciones permitirán obtener resultados importantes al momento de analizar los factores que afectan la eficiencia de foto-degradación (nano/micro escala), tales como cantidad y ubicación de foto- sensibilizadores en las matrices poliméricas y eficiencia de unión de la plantilla y los productos de degradación al PIM. RESULTADOS ESPERADOS. Los estudios propuestos apuntan a un mejor entendimiento de procesos foto-iniciados en entornos nano/micro-particulados para aplicar dichos conocimientos al diseño de sistemas optimizados para la foto-destrucción selectiva de contaminantes acuosos de relevancia social; tales como herbicidas, residuos industriales, metabolitos de fármacos de uso masivo, etc. IMPORTANCIA DEL PROYECTO. Los sistemas nano/micro-particulados PIM-FS que se propone desarrollar en este proyecto se presentan como candidatos ideales para tratamientos específicos de efluentes industriales y domésticos en los cuales se desea lograr la degradación selectiva de compuestos orgánicos. Los conocimientos adquiridos serán indispensables para construir una plataforma versátil de sistemas foto-catalíticos específicos para la degradación de diversos contaminantes orgánicos de interés social. En lo referente a la formación de recursos humanos, el proyecto propuesto contribuirá en forma directa a la formación de 3 estudiantes de postgrado y 2 estudiantes de grado. En las capacidades institucionales se contribuirá al acondicionamiento del Laboratorio para Microscopía Óptica Avanzada (LMOA) en el Dpto. de Química de la UNRC y al montaje de un sistema de microscopio de fluorescencia que permitirá la aplicación de técnicas avanzadas de espectroscopia de fluorescencia de molecula individual. Water-soluble organic molecules such as certain non-biodegradable herbicides, industrial dyes and metabolites of widespread use drugs are a major source of pollution in groundwater from agricultural areas and in industrial and domestic effluents. Photo-catalytic reactions by UV-visible irradiation and organic sensitizers are one of the most economical and convenient methods for the decomposition of pollutants into harmless byproducts. In many applications it is highly desirable a high degree of specificity, effectiveness and speed of degradation of specific pollutants present in a complex mixture. In particular nano/micro-particles systems that form stable aqueous suspensions are highly desirable because they allow for easy application and effective decontamination of large volumes of fluids. Herein we propose the development of nano/micro particles composed by molecularly imprinted polymers (MIP) and photo-sensitizers (PS). The specific binding of MIP and the photo-catalytic ability of the sensitizers are used to achieve the photo-decomposition of specific "template" molecules in complex mixtures. Mini-emulsion polymerization techniques will be used to synthesize nano/micro MIP-FS systems. Spectroscopy (steady-state and time resolved) and chromatography (GC and HPLC) will be used to characterize efficiency, mechanisms and specificity of photo-degradation in these systems. In addition single molecule/particle fluorescence spectroscopy techniques will be used to directly measure distributions of binding affinities and photo-degradation efficiency in individual particles. The proposed studies point to a more detailed understanding of the factors affecting the photo-degradation efficiency in nano/micro-particles and to apply that knowledge in the design of optimized systems for photo-selective destruction of socially relevant aqueous pollutants.

Fundamento e desenho do teste randomizado PAINT

FUNDAMENTO: Descrevemos as bases teóricas e o formato do "Estudo PAINT - Intervenção percutânea com stents com eluição de paclitaxel ou sirolimus em polímero biodegradável comparados com stents sem recobrimento no tratamento de lesões coronárias de novo". OBJETIVO: Avaliar duas novas formulações de stents com eluição de paclitaxel ou sirolimus em comparação com um stent de estrutura metálica idêntica, porém sem recobrimento polimérico ou eluição de droga. MÉTODOS: O PAINT é um estudo randomizado, multicêntrico, de 3 braços, conduzido em centros terciários brasileiros, que incluiu 275 pacientes alocados para tratamento com os stents InfinniumR (paclitaxel), the SupralimusR (sirolimus) ou Milennium MatrixR (sem recobrimento) na proporção 2:2:1 ratio. Os pacientes apresentavam lesões coronarianas de novo em vasos nativos com um diâmetro entre 2,5 e 3,5 mm, passíveis de tratamento com um único stent com comprimento de 29 mm ou menos. O objetivo primário era comparar a perda tardia aos nove meses de ambos stents com paclitaxel- ou sirolimus versus a perda luminal dos stents convencionais de controle. Objetivos secundários importantes incluíam a comparação angiográfica entre os dois tipos de stents farmacológicos, bem como a análise da ocorrência de eventos clínicos adversos. RESULTADOS E CONCLUSÕES: O estudo PAINT apresenta um formato peculiar e único que permitiu a avaliação da segurança e eficácia de duas novas formulações de stents farmacológicos, com carreador polimérico biodegradável, e liberação de paclitaxel ou sirolimus, os quais foram comparados contra um stent metálico convencional (objetivo primário). Uma vez que os stents farmacológicos diferiram entre sí somente pela droga, mas eram idênticos nas suas outras características, os estudo também permitiu a comparação do efeito anti-restenótico entre sirolimus e paclitaxel (objetivo secundário).

Avaliação da endotelização de hastes de stents em artérias ilíacas de coelhos

FUNDAMENTO: A rápida endotelização pós-implante de stent é ocorrência desejável por teoricamente reduzir a possibilidade de trombose do stent. OBJETIVO: Avaliar a extensão da endotelização de hastes de stents eluidores de sirolimus (liberados da face luminal e abluminal e abluminal exclusivamente) em artérias ilíacas de coelhos. MÉTODOS: Foram implantados em artérias ilíacas de 10 coelhos quatro stents eluidores de sirolimus na face luminal e abluminal, três stents eluidores de sirolimus na face abluminal, seis stents recobertos com polímero e quatro stents sem recobrimento. Após quatro semanas, foi realizada eutanásia e utilizou-se microscopia eletrônica de varredura para quantificação da área de hastes de stent exposta e da porcentagem de endotelização. RESULTADOS: A área (média ± DP) (mm²) de hastes expostas de stent sem recobrimento, stent recoberto com polímero, stent eluidor de sirolimus na face luminal e abluminal e stent eluidor de sirolimus na face abluminal foi de 0,12 ± 0,08; 0,09 ± 0,12; 0,60 ± 0,67 e 0,05 ± 0,04 respectivamente (p = 0,120). A porcentagem de endotelização (média ± DP) (%) de stent sem recobrimento, stent recoberto com polímero, stent eluidor de sirolimus na face luminal e abluminal e stent eluidor de sirolimus na face abluminal foi de 99 ± 01; 99 ± 0; 97 ± 03 e 99 ± 0 respectivamente (p = 0,133). CONCLUSÃO: Após quatro semanas de implante em artérias ilíacas de coelhos, os stents com liberação de sirolimus tanto da face luminal e abluminal quanto da face abluminal exclusivamente apresentaram taxas de endotelização de hastes de stent semelhantes aos apresentados nos demais tipos de stents sem eluição de medicamento.