APRÈN. Portal de la producció docent del professorat de la UPC

Quan el subministrament d'oxigen destinat al múscul cardíac es insuficient, es produeix la pèrdua irreversible de cardiomiocits, també denominat com atac cardíac. Això porta a la necessitat de trobar una solució a aquesta emergència mèdica desenvolupant una bioplataforma que tingui la capacitat de reparar el teixit cardíac. La comunitat científica actual proposa que per la formació i replicació de cardiomiocits es de gran ajuda l'ús de compostos exògens. Recentment s'ha estudiat que la suplementació de lactat a una etapa primerenca promou la proliferació d'aquest i la regeneració del teixit cardíac. El objectiu principal d'aquest projecte es desenvolupar nous dispositius com a sistema de entrega de medicaments, específicament del L-lactat. Partint de la base de hidrogels de alginat i microfibres de àcid polilàctic, es desitja sintetitzar nous hidrogels de gelatina metacrilada, per després estudiar la seva viabilitat durant el transcurs dels següents dies. També es determinada la alliberació de L-lactat de una sèrie de hidrogels preparats amb L-lactat, àcid polilàctic i diverses concentracions de l'enzim proteïnasa K. S'ha afegit PEDOT a cada mostra per tal de poder desenvolupar uns hidrogels conductors amb la finalitat de electroestimular-los per poder estudiar com afecta aquest fenomen a la alliberació del L-lactat al llarg del temps. S'han realitzat diverses tècniques de caracterització per determinar les propietats dels hidrogels desenvolupats al llarg d'aquest treball, com el FTIR, SEM o Raman entre altres.

Cuando el suministro de oxígeno destinado al músculo cardíaco es insuficiente, se produce la pérdida irreversible de cardiomiocitos, también denominado ataque cardíaco. Esto lleva a la necesidad de encontrar una solución a esta emergencia médica desarrollando una bioplataforma que tenga la capacidad de reparar el tejido cardíaco. La comunidad científica actual propone que para la formación y replicación de cardiomiocitos es de gran ayuda el uso de compuestos exógenos. Recientemente se ha estudiado que la suplementación de L-lactato a una etapa temprana promueve la proliferación de este y la regeneración del tejido cardíaco. El objetivo principal de este proyecto es desarrollar nuevos dispositivos como sistema de entrega de medicamentos, específicamente del L-lactato. Partiendo de la base de hidrogeles de alginato y microfibras de ácido poliláctico, se desea sintetizar nuevos hidrogeles de gelatina metacrilada, para después estudiar su viabilidad durante el transcurso de los días. También es determinada la liberación de L-lactato de una serie de hidrogeles preparados con L-lactato, ácido poliláctico y diferentes concentraciones de la enzima proteinasa K. Se ha agregado PEDOT a cada muestra para poder desarrollar unos hidrogeles conductores con el fin de electroestimularlos para poder estudiar cómo afecta este fenómeno a la liberación de L-lactato a lo largo del tiempo. Se han realizado diversas técnicas de caracterización para determinar las propiedades de los hidrogeles desarrollados a lo largo de este trabajo, como el FTIR, SEM o Raman entre otros.

La transició de l'electrònica convencional a l'electrònica flexible permet crear sensors adaptables a la pell. En aquest estudi, el primer desafiament consisteix a desenvolupar un hidrogel que funcioni com a biosensor per a la detecció del L-lactat. No obstant això, un problema que presenten els hidrogels és la seva desintegració, la qual és causada per la pèrdua de calci per difusió en entrar en contacte amb certs mitjans. Per això, el segon objectiu d'aquest projecte consisteix en desenvolupar un tractament de glioxalització que eviti la desintegració dels hidrogels. Per a assolir el primer objectiu, es van sintetitzar hidrogels d'algí (Alg) i PEDOT:PSS amb nanopartícules d'or (GNP), carregats amb l'enzim Lactat Oxidasa (LOx), que permet la detecció del L-lactat. Les GNP es van caracteritzar mitjançant DLS i UV-Vis, mentre que els hidrogels es van analitzar mitjançant voltametries cícliques (VC). A més, es van avaluar mostres cel·lulars tant sanes (CNT), com amb Distrofia Muscular de Duchenne (DMD) per a calcular la concentració de lactat de les mateixes. Pel que fa al segon objectiu, es van exposar a tractaments de glioxal de diferents durades a hidrogels d'Alg i PEDOT:PSS CleviosTM, amb la finalitat de conèixer si el tractament evita la pèrdua de calci, i en aquest cas, el temps òptim del mateix. La seva caracterització va implicar DLS, UV-Vis, FTIR, SEM, nano deflexió i cronoamperometria (CA). Els resultats van mostrar que, en el cas del biosensor de L-lactat, en realitzar les VC, un augment de la concentració de L-lactat suposa un augment en el valor absolut de la corrent. A més, es va demostrar que les mostres cel·lulars CNT presentaven menys lactat que les mostres DMD. Pel que fa al segon objectiu, es va determinar que el tractament de glioxal de 5 minuts era òptim. En conclusió, aquest estudi va aconseguir desenvolupar un biosensor per a la detecció del L-lactat, el rendiment del qual va millorar en aplicar-li un tractament de glioxal de 5 minuts.

La transición de la electrónica convencional a la electrónica flexible permite crear sensores adaptables a la piel. En este estudio, el primer desafío consiste en desarrollar un hidrogel que funcione como biosensor para la detección del L-lactato. Sin embargo, un problema que presentan los hidrogeles es su desintegración, la cual es causada por la pérdida de calcio por difusión al entrar en contacto con ciertos medios. Por ello, el segundo objetivo de este proyecto consiste en desarrollar un tratamiento de glioxalización que evite la desintegración de los hidrogeles. Para lograr el primer objetivo, se sintetizaron hidrogeles de alginato (Alg) y PEDOT:PSS con nanopartículas de oro (GNP), cargados con la enzima Lactato Oxidasa (LOx), que permite la detección de L-lactato. Las GNP se caracterizaron DLS y UV-Vis, mientras que los hidrogeles se analizaron mediante voltametrías cíclicas (VC). Además, se evaluaron muestras celulares tanto sanas (CNT), como con “Distrofia Muscular de Duchenne” (DMD) para calcular la concentración de lactato de las mismas. En cuanto al segundo objetivo, se expuso a tratamientos de glioxal de diferentes duraciones a hidrogeles de Alg y PEDOT:PSS CleviosTM, con el fin de conocer si el tratamiento evita la pérdida de calcio, y en tal caso, el tiempo óptimo del mismo. Su caracterización involucró DLS, UV-Vis, FTIR, SEM, nano deflexión y cronoamperometría (CA). Los resultados mostraron que, en el caso del biosensor de L-Lactato, al realizar las VC, un aumento de la concentración de L-Lactato supone un aumento en el valor absoluto de la corriente. Además, se demostró que las muestras celulares CNT presentaban una menor cantidad de lactato que las muestras DMD. Con respecto al segundo objetivo, se determinó que el tratamiento de glioxal de 5 minutos era óptimo. En conclusión, este estudio logró desarrollar un biosensor para la detección del L-lactato, cuyo rendimiento mejoró al aplicarle un tratamiento de glioxal de 5 minutos.