La calorimetría diferencial de barrido y su aplicación a la Ciencia de Materiales

Se pone de manifiesto la idoneidad de la técnica de calorimetría diferencial de barrido para la caracterización de materiales. Se presentan ejemplos específicos de aplicación de dicha técnica en el estudio de los fenómenos ligados a la transición vitrea y cinética de cristalización de vidrios calcogenuros y metálicos así como en el estudio de la reordenación de fases desordenadas metastables.

Entalpía de disolución de sulfacetamida sódica en agua: comparación entre la calorimetría isoperibólica de solución y el método de van't Hoff

The dissolution enthalpy (ΔH0soln) of sodium sulfacetamide in water was determined by means of isoperibolic solution calorimetry. It was found that ΔH0soln diminishes as the drug concentration increases. Otherwise, the calorimetric values obtained as a function of the drug concentration were significantly different than those predicted by the van't Hoff method. It was demonstrated that the later is not a fully reliable method for the determination of ΔH0soln values in the specific case of highly soluble sodium salts. The observed phenomenon could be explained by the presence of strong solute-solute interactions at high salt concentrations, in addition to solute-solvent and solvent-solvent interactions.

Calorimetría indirecta versus Harris-Benedict para determinar gasto energético basal en pacientes ventilados

El inadecuado aporte nutricional en los pacientes con enfermedades criticas, ha llevado al desarrollo de complicaciones que incrementan la mortalidad y los costos de la atención en salud. Muchos factores están involucrados en el consumo de los nutrientes por el organismo, como: los traslados, las intervenciones quirúrgicas, el uso de vasopresores, la ventilación mecánica, entre otros. Si se presenta imprecisión en la de-terminación del gasto energético, puede conllevar a un sobre aporte alimenticio en el paciente el cual puede afectar la evolución y pronosti-co del individuo. Es de conocimiento universal que los costos en salud cada día se in-crementan, en especial cuando se presenta requerimiento del manejo de un paciente en la unidad de cuidados intensivos. Para predecir el gasto energético basal de los paciente en las UCI se cuentan con herramientas de evaluación sencillas, de fácil uso y económicas, como la ecuación de Harris-Benedict, o herramientas complejas y de difícil manejo como la Calorimetría Indirecta. El incremento en la demanda de servicios con mayor tecnología en el tratamiento de los pacientes, enfrenta al personal de salud para ser más crítico en el uso de la nueva tecnología, por tal motivo, se evaluó la presencia de correlación entre las ecuaciones de Harris-Benedict y Calorimetría Indirecta, encontrando que se presenta una buena correlación entre las ecuaciones, con un valor de Pearson de 0,700 y una p = 0.002. Por lo que se puede concluir que las ecuaciones pueden ser utilizadas para estimar el gasto energético basal de los pacientes en la UCI.

Modelo cinético para curvas de calorimetría diferencial de barrido (DSC): aplicación a diferentes polímeros y mezclas

En el presente trabajo se han estudiado mediante DSC, las reacciones involucradas en el tratamiento térmico de los principales componentes en las formulaciones de materiales espumados como son EVA, PE, azodicarbonamida y α- α’-bis(tertbutil-peroxi)-m/p-diisopropilbenceno. Los ensayos se han realizado a una velocidad de calefacción constante de 10 ºC/min en atmósfera inerte de N2. Por otro lado, también se proponen una serie de modelos cinéticos mecanísticos que contemplan la existencia de una o más fracciones reactivas y/o reacciones. Además se ha introducido la variación de las capacidades caloríficas con la temperatura, consiguiendo de esta forma una mejora considerable del ajuste de los datos experimentales. Los modelos presentados son capaces de representar los diferentes procesos observados (con varios picos) y pueden ser de gran interés para la compresión de este tipo de fenómenos, así como para el modelado de la transferencia de calor que se produce durante los procesos industriales de espumado. (Nota: se incluye al final un lisado actualizado con bibliografía específica sobre modelado cinético).

Interacciones Transitorias de Proteínas Solubles con Membranas Lipídicas. Transient interactions of soluble proteins with lipid membranes.

La transferencia de proteínas solubles a la interfase de la membrana lipídica es un paso clave en varios procesos celulares. Esta traslocación resulta en un importante cambio en el ambiente de la proteína con consecuencias sobre su conformación, estabilidad y actividad biológica. En este proyecto estudiamos las condiciones que determinan la unión a la membrana, particularmente el balance entre interacciones electrostáticas e hidrofóbicas, y los factores que determinan la conformación, estabilidad y dinámica de la proteína en interfaces. Particularmente, estudiaremos la interacción con membranas de la proteína transportadora de ácido cólico de hígado de ave L-BABP, la proteína beta-2 glicoproteína humana y la proteína asociada a microtúbulos SL21. Hemos encontrado que el estado de fase del lípido determina la conformación y estabilidad de L-BABP unida periféricamente. En este proyecto estudiaremos la naturaleza de las interacciones que determinan esta dependencia. beta-2 glicoproteína humana se une a membranas aniónicas e induce cambios estructurales en el lípido cuando ocurre la transición al estado desplegado de la proteína. El proyecto contempla estudiar comparativamente las interacciones del estado nativo y parcialmente desplegado de beta-2 glicoproteína con membranas. Estudiaremos los cambios conformacionales de proteínas y lípidos utilizando espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), espectroscopia de emisión de fluorescencia y espectroscopia de dicroísmo circular (CD). Utilizaremos calorimetría diferencial de barrido (DSC) para estudios de estabilidad y espectroscopia de fosforescencia para estudiar dinámica rotacional de proteínas en la membrana.

MATERIALES CON PROPIEDADES MAGNÉTICAS Y MULTIFERROICAS

Los materiales con propiedades multiferroicas, los materiales mesoporosos y óxidos mixtos con propiedades magnéticas constituyen en la actualidad temas de alto interés científico y con potencial para la búsqueda de aplicaciones tecnológicas. En este proyecto se estudiarán materiales con propiedades magnéticas y multiferroicas con potenciales aplicaciones tecnológicas. Basándonos en la amplia experiencia y reconocida trayectoria del Grupo Ciencia de Materiales en el estudio de materiales magnéticos, se desea continuar y profundizar el estudio de materiales, técnicas de producción y de caracterización recientemente incorporados al espectro de posibilidades de investigación del grupo. Los materiales serán producidos principalmente empleando las técnicas de aleado mecánico, síntesis química, electrodeposición y deposición láser pulsada. Estos materiales producidos, serán caracterizados en su morfología y por sus propiedades funcionales utilizando técnicas de caracterización disponibles en el grupo de investigación (difracción de rayos X, magnetometría de muestra vibrante(VSM), Calorimetría diferencial y balanza termogravimétrica (DSC-TGA), microscopia electrónica de barrido (SEM), Microanálisis (EMPA)) como las que se acceden a través de la Red Nacional de Magnetismo (SQUID, PPMS ). También se incluirán otras técnicas de caracterización a las cuales se accede mediante convenios específicos.

Resonancia Magnética Nuclear aplicada al estudio de nuevos sistemas farmacéuticos y biológicos, complejos poliméricos y conjuntos de espines modelo. Nuclear Magnetic Resonance applied to the study of new pharmaceutical and biological systems, polymeric complexes and model spin clusters.

El presente proyecto plantea utilizar integralmente la técnica de Resonancia Magnética Nuclear en sólidos como un medio experimental que permite entender fenómenos de la física fundamental, como así también realizar aplicaciones de interés en el campo de la química, los desarrollos farmacéuticos y la biología. Novedosas técnicas experimentales serán empleadas, en conjunción con otras más tradicionales, en la caracterización de nuevas estructuras poliméricas acomplejadas a metales, membranas biológicas y compuestos de interés farmacéutico en vías de desarrollo, los cuales presentan el fenómeno de polimorfismo . Esto se llevará a cabo complementando los resultados de RMN en sólidos con técnicas tanto espectroscópicas como analíticas (Infrarrojo, Difracción de Rayos X, Calorimetría, RMN en solución) y trabajo interdisciplinario. Paralelamente al desarrollo de estos temas, profundizaremos mediante investigación básica, en la compresión de la dinámica cuántica y el surgimiento de la irreversibilidad en sistemas de espines nucleares. Observaremos en particular la generación, evolución y control de las coherencias cuánticas múltiples en sistemas cuánticos abiertos, lo cual nos da información sobre tamaño de clusters de espines. Esto permitirá la correcta implementación de secuencias de pulsos sofisticadas, como así también desarrollar nuevos métodos de medición aplicados a la caracterización estructural y a la dinámica molecular de sólidos complejos. Debemos resaltar que este proyecto está conectado con aspectos tanto básicos como aplicados de la RMN en sólidos como técnica experimental, la cual se desarrolla en el país únicamente en FaMAF-UNC. Se nutre además de trabajo multidisciplinario promoviendo la colaboración con investigadores y becarios de distintas áreas (física, química, farmacia, biología) provenientes de distintos puntos del país. Finalmente podemos afirmar que este plan impulsa la aplicación de la física básica proyectada a diferentes áreas del conocimiento, en el ámbito de la provincia de Córdoba. The aim of the present proyect is to use Nuclear Magnetic Resonance (NMR) as a complete techique that allows the understanding of fundamental physics phenomena and, at the same time, it leads to important applications in the fields of chemistry, pharmaceutical developments and biology. New experiments will be used together with traditional ones, in the characterization of new metal-polymer complexes, biological membranes and pharmaceutical compounds, some of them presenting polymorfism. NMR experiments will be complemented with diverse spectroscopic and analytical techniques: Infrared, X ray Diffraction, Thermal Analysis, solution NMR, as well as multidisciplinary investigation. Additionally, the present proyect plans to study in depth several aspects of quantum dynamics phenomena and decoherence in nuclear spin systems. The present proyect is connected with basic and applied aspects of the solid state NMR technique, developed in our country, only at FaMAF-UNC. It is is composed by multidisciplinary work and it promotes the collaboration with researchers and students coming from different fields (physics, chemistry, pharmaceutical developments, biology) and different points of our country.

Guidelines for specialized nutritional and metabolic support in the critically-ill patient. Update. Consensus SEMICYUC-SENPE: Obese patient

As a response to metabolic stress, obese critically-ill patients have the same risk of nutritional deficiency as the non-obese and can develop protein-energy malnutrition with accelerated loss of muscle mass. The primary aim of nutritional support in these patients should be to minimize loss of lean mass and accurately evaluate energy expenditure. However, routinely used formulae can overestimate calorie requirements if the patient's actual weight is used. Consequently, the use of adjusted or ideal weight is recommended with these formulae, although indirect calorimetry is the method of choice. Controversy surrounds the question of whether a strict nutritional support criterion, adjusted to the patient's requirements, should be applied or whether a certain degree of hyponutrition should be allowed. Current evidence suggested that hypocaloric nutrition can improve results, partly due to a lower rate of infectious complications and better control of hyperglycemia. Therefore, hypocaloric and hyperproteic nutrition, whether enteral or parenteral, should be standard practice in the nutritional support of critically-ill obese patients when not contraindicated. Widely accepted recommendations consist of no more than 60-70% of requirements or administration of 11-14 kcal/kg current body weight/day or 22-25 kcal/kg ideal weight/day, with 2-2.5 g/kg ideal weight/day of proteins. In a broad sense, hypocaloric-hyperprotein regimens can be considered specific to obese critically-ill patients, although the complications related to comorbidities in these patients may require other therapeutic possibilities to be considered, with specific nutrients for hyperglycemia, acute respiratory distress syndrome (ARDS) and sepsis. However, there are no prospective randomized trials with this type of nutrition in this specific population subgroup and the available data are drawn from the general population of critically-ill patients. Consequently, caution should be exercised when interpreting these data.

Análisis de sistemas bucoadhesivos

[spa]Objetivo: El objetivo de este estudio es el diseño de un parche bucoadhesivo para la administración transbucal de clorhidrato de doxepina utilizando diferentes polímeros así como la caracterización de dichos sistemas en cuanto al análisis calorimétrico y la capacidad de hinchamiento.Materiales y métodos: Se ha utilizado clorhidrato de doxepina y diferentes polímeros, carboximetilcelulosa sódica, hidroxipropilmetilcelulosa y chitosan. La calorimetría diferencial de barrido (DSC) se ha realizado en un dispositivo Mettler FP 80 equipado con un horno FP 85 y la capacidad de hinchamiento utilizando placas de agar.Resultados: Se obtienen termogramas de los parches y las mezclas físicas donde se observan transiciones endotérmicas entre 30 y 120º C y el pico endotérmico del principio activo en las mezclas físicas binarias. La entalpía de deshidratación es similar en los polímeros de carboximetilcelulosa sódica y chitosan (281 J/g) siendo menor en la película de hidroxipropilmetilcelulosa (251 J/g), al igual que el porcentaje de hidratación donde se demuestra que los parches elaborados con hidroxipropilmetilcelulosa presenta menor tendencia a captar agua (55,91 %) frente al 67,04 % y 67,30 % de la carboximetilcelulosa sódica y chitosan, respectivamente.Conclusión: Los resultados obtenidos muestran que existe compatibilidad entre los componentes de la formulación y los datos de entalpía se correlacionan con los datos obtenidos en el ensayo de hinchamiento.[eng]The aim of this study is to design a bucoadhesive patch for the transbuccal administration of doxepin hydrochloride using different polymers as well as the characterization of these systems for calorimetric analysis and the swelling capacity. Materials and methods: Doxepin hydrochloride was used as well as various polymers; carboxymethylcellulose sodium, hydroxypropylmethyl cellulose and chitosan. Differential scanning calorimetry (DSC) was carried out using a Mettler FP 80 device equipped with a FP 85 oven and the swelling capacity using agar plates. Results: Thermograms obtained patches and physical mixtures where there are endothermic transitions between 30 and 120º C and the endothermic peak of the active principle in binary physical mixtures. Dehydration enthalpy is similar in polymers of carboxymethylcellulose sodium and chitosan (281 J/g), the film having less hydroxypropylmethylcellulose (251 J/g), the percentage of moisture shows that the patches prepared with hydroxypropylmethylcellulose have less tendency to collect water (55.91 %) compared to 67.04 % and 67.30 % with sodium carboxymethylcellulose and chitosan, respectively. Conclusion: The results show that there is compatibility between the components of the formulation and the enthalpy data correlate

Análisis de sistemas bucoadhesivos

[spa]Objetivo: El objetivo de este estudio es el diseño de un parche bucoadhesivo para la administración transbucal de clorhidrato de doxepina utilizando diferentes polímeros así como la caracterización de dichos sistemas en cuanto al análisis calorimétrico y la capacidad de hinchamiento.Materiales y métodos: Se ha utilizado clorhidrato de doxepina y diferentes polímeros, carboximetilcelulosa sódica, hidroxipropilmetilcelulosa y chitosan. La calorimetría diferencial de barrido (DSC) se ha realizado en un dispositivo Mettler FP 80 equipado con un horno FP 85 y la capacidad de hinchamiento utilizando placas de agar.Resultados: Se obtienen termogramas de los parches y las mezclas físicas donde se observan transiciones endotérmicas entre 30 y 120º C y el pico endotérmico del principio activo en las mezclas físicas binarias. La entalpía de deshidratación es similar en los polímeros de carboximetilcelulosa sódica y chitosan (281 J/g) siendo menor en la película de hidroxipropilmetilcelulosa (251 J/g), al igual que el porcentaje de hidratación donde se demuestra que los parches elaborados con hidroxipropilmetilcelulosa presenta menor tendencia a captar agua (55,91 %) frente al 67,04 % y 67,30 % de la carboximetilcelulosa sódica y chitosan, respectivamente.Conclusión: Los resultados obtenidos muestran que existe compatibilidad entre los componentes de la formulación y los datos de entalpía se correlacionan con los datos obtenidos en el ensayo de hinchamiento.[eng]The aim of this study is to design a bucoadhesive patch for the transbuccal administration of doxepin hydrochloride using different polymers as well as the characterization of these systems for calorimetric analysis and the swelling capacity. Materials and methods: Doxepin hydrochloride was used as well as various polymers; carboxymethylcellulose sodium, hydroxypropylmethyl cellulose and chitosan. Differential scanning calorimetry (DSC) was carried out using a Mettler FP 80 device equipped with a FP 85 oven and the swelling capacity using agar plates. Results: Thermograms obtained patches and physical mixtures where there are endothermic transitions between 30 and 120º C and the endothermic peak of the active principle in binary physical mixtures. Dehydration enthalpy is similar in polymers of carboxymethylcellulose sodium and chitosan (281 J/g), the film having less hydroxypropylmethylcellulose (251 J/g), the percentage of moisture shows that the patches prepared with hydroxypropylmethylcellulose have less tendency to collect water (55.91 %) compared to 67.04 % and 67.30 % with sodium carboxymethylcellulose and chitosan, respectively. Conclusion: The results show that there is compatibility between the components of the formulation and the enthalpy data correlate

Estudio del sistema Li2SO4-Na2SO4. Diagrama de fases y caracterizacion del LiNaSO4

Se presenta un estudio exhaustivo del diagrama de fase del sistema binario Li2SO4-Na2SO4. El diagrama de fases se determinó mediante termo-difractometría de rayos-X en muestras de polvo y calorimetría ATD. Se obtiene una nueva fase de fórmula Li2-xNaxSO4, con 1 ¿ x ¿ 1.22. La estructura cristalina de ß-LiNaSO4 se determinó por difracción de rayos-X sobre un monocristal. Este estudio muestra que los cristales usualmente se maclan cuando el crecimiento es por solución, lo cual explica la baja polarización espontánea. Se explica la dispersión Raman de los compuestos Li2SO4, Na2SO4 y LiNaSO4, a partir de los datos estructurales. Las medidas experimentales se han efectuado a diferentes velocidades de calentamiento y enfriamiento.

Física II. Termodinámica y Electromagnetismo.

Este libro está dividido en trece capítulos, en los cuales se aborda el estudio de los siguientes temas: 1. Campo eléctrico en el vacío, 2. Campo eléctrico en la materia, 3. Corriente eléctrica contínua, 4. Electromagnetismo, 5. Propiedades magnéticas de la materia, 6. Inducción electromagnética, 7. Corrientes alternas, 8. Corriente eléctrica en medios no metálicos, 9. Termometría y dilatación de sólidos y líquidos, 10. El estado gaseoso, 11. Calorimetría y propagación del calor, 12. Primer principio de la Termodinámica, 13. Segundo principio de la Termodinámica.

Cuestiones de Física. Electromagnetismo y Termodinámica.

Este libro está escrito en forma de preguntas y respuestas. Los temas que refleja son los siguientes: 1. Campo eléctrico en el vacío. 2. Campo eléctrico en la materia. 3. Corriente continua. 4. Electromagnetismo. 5. Inducción electromagnética y corriente alterna. 6. Propiedades magnéticas de la materia. 7. Dilatación, termometría y calorimetría. 8. Termodinámica.

Evaluación de tecnologías sanitarias aplicada a la selección de un módulo de proteína para uso hospitalario

Introducción: La evaluación de tecnologías en salud aplicadas a la selección de un módulo de proteína para uso hospitalario, tiene como finalidad servir de apoyo en la elección de productos costo efectivos y seguros, con el fin de favorecer la toma de decisiones a los diferentes agentes que participan en la elección de alternativas terapéuticas, recomendadas en pacientes con necesidades elevadas de proteínas, como es el caso de la presente investigación. Objetivo: Aplicar un método matemático - multicriterio que permita evaluar los módulos de proteína disponibles en el mercado para la terapia nutricional institucional. Métodos: Se establecieron dos fases, una revisión de la literatura para establecer y priorizar los criterios de evaluación técnica de las diferentes ofertas de módulos de proteína, y dos se realizó una aplicación de un modelo matemático con el fin de considerar el modulo proteico para uso dentro de las instituciones hospitalarias, el cual consistió en la asignación de un valor a cada una de las variables mediante una escala diferencial semántica establecida, que permitieron calcular el peso porcentual de cada una de las variables, cuya sumatoria arrojo la calificación porcentual de cada alternativa. Resultados: Respecto a la búsqueda de criterios de evaluación técnica para las diferentes ofertas de módulos de proteína, en la literatura se identificaron las siguientes variables para evaluación, la naturaleza o equivalencia, condiciones de administración y uso, seguridad, y eficacia. La naturaleza se evaluó mediante la calificación del cómputo químico de aminoácidos corregido por digestibilidad proteica (PDCAAS) con un peso en la evaluación del 39.05%, en referencia a las condiciones de administración y uso se tuvo en cuenta factores incluidos en los sistemas de distribución por dosis unitaria con un peso del 27.61%, la eficacia fue definida por la tasa de eficiencia proteica (PER) la cual impacta el 19.53% de la calificación y finalmente, el criterio de seguridad con un 13.81% referente al empaque y etiquetado. Conclusiones: Al realizar la evaluación de cuatro alternativas de módulos de proteína, ofertadas por las diferentes casas farmacéuticas, la mayor puntuación correspondiente a las alternativas con una calificación superior al 90%, la obtuvieron dos alternativas de módulos de proteína para uso hospitalario, las cuales contienen proteínas del suero (“Whey”) y aminoácidos en combinaciones.