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Informe Semillero de Investigación 2023-1
No full text3 páginasEn este documento se detalla el informe final del semillero del año 2023, periodo 1 de investigación en Física de Partículas - Teórico Avanzado
Informe Semillero de Investigación 2022-2
No full textContiene la evaluación de los pasos correspondientes a las operaciones de reclutamiento y selección para un área de gestión humana.2022-I
Efecto del grado de sustitución sobre la formación y estabilidad de nanopartículas de quitosano-polietilenglicol
No full text38 páginasRESUMEN: los materiales poliméricos están siendo ampliamente usados en el campo farmacéutico y biomédico para muchas aplicaciones, entre ellas, el desarrollo de sistemas de liberación controlada de principios activos. El quitosano es uno de estos polímeros de gran interés al ser un material con propiedades de biodegradabilidad, biocompatibilidad, alta carga positiva, actividad antimicrobiana, notable afinidad a las proteínas, entre otras; por lo que la preparación de nanopartículas mediante el método de gelación ionotrópica, utilizando tripolifosfato pentasódico, es el mejor método, ya que forma las nanopartícula de manera rápida, y además homogéneas. Sin embargo, estas nanopartículas son inestables en medio fisiológico (pH 7,2 a 7,4) y como alternativa, se potencia el uso del polietilenglicol (PEG) para modificar el quitosano y obtener nanopartículas más estables, pero según investigaciones recientes aun es incierto si su grado de sustitución si afecta a la estabilidad de dichas partículas.
Con este fin, se exploró la posibilidad de mejorar la estabilidad de las nanopartículas de quitosano modificándolas con PEG cuando se usa un grado de sustitución mayor al 1 %. De acuerdo a la metodología planteada, primero se realiza la modificación del biopolímero de quitosano con PEG, para luego dar paso a la formación de las nanopartículas mediante gelación ionotrópica. Una vez obtenidas dichas nanopartículas se determina el efecto del grado de modificación sobre el tamaño y la carga superficial, esperando obtener nanopartículas Q-g-PEG con un tamaño inferior a 200 nm, además de estables en condiciones fisiológicas simuladas (con un pH de 7.4, una temperatura de 37 °C y una fuerza iónica de 163 mM), lo cual se determinó a través de un análisis de DLS y potencial ζ (Nanoplus, Micromeritics, EEUU).
Finalmente, se obtuvo un protocolo de funcionalización para la formación de nanopartículas del copolímero Q-g-PEG, con grado de sustitución mayor al 1 % del cual se estableció que, al simular a condiciones fisiológicas, las nanopartículas no fueron estables debido al aumento en su tamaño y PDI.ABSTRACT: Polymeric materials are being widely used in the pharmaceutical and biomedical fields for many applications, including the development of controlled release systems for active ingredients. Chitosan is one of these polymers of great interest as it is a material with properties of biodegradability, biocompatibility, high positive charge, antimicrobial activity, remarkable affinity to proteins, among others; so, the preparation of nanoparticles by the ionotropic gelation method, using pentasodium tripolyphosphate, is the best method, since it forms the nanoparticle quickly, and also homogeneous. However, these nanoparticles are unstable in physiological medium (pH 7.2 to 7.4) and as an alternative, the use of polyethylene glycol (PEG) to modify chitosan and obtain more stable nanoparticles is promoted, but according to recent research it is still uncertain whether its degree of substitution affects the stability of these particles.
To this end, the possibility of improving the stability of chitosan nanoparticles by modifying them with PEG when using a degree of substitution higher than 1 % was explored. According to the proposed methodology, first the chitosan biopolymer is modified with PEG, and then the nanoparticles are formed by ionotropic gelation. Once these nanoparticles are obtained, the effect of the degree of modification on the size and surface charge is determined, hoping to obtain Q-g-PEG nanoparticles with a size of less than 200 nm, as well as stable in simulated physiological conditions (with a pH of 7.4, a temperature of 37 °C and an ionic strength of 163 mM), which was determined through a DLS and ζ-potential analysis (NanoPlus, Micromeritics, USA).
Finally, a functionalization protocol was obtained for the formation of Q-g-PEG copolymer nanoparticles, with a degree of substitution greater than 1 %, from which it was established that, when simulating physiological conditions, the nanoparticles were not stable due to the increase in their size and PDI.PregradoIngeniero(a) Biomédico(a
Análisis del riesgo por socavación e inundación en la ribera del río Magdalena de los municipios El Piñón y Salamina (Departamento del Magdalena)
No full text158 páginasRESUMEN: Este trabajo de grado se llevó a cabo en el departamento del Magdalena, ubicado en la región Caribe colombiana, en los municipios de El Piñón y Salamina, que se encuentran en la Subregión Río, sobre la margen oriental del río Magdalena. La proximidad a esta importante vía fluvial aumenta la condición de riesgo ante fenómenos de inundaciones y socavación, los cuales han afectado a estas localidades durante más de 100 años. Además, en los últimos años se ha observado un incremento en la frecuencia e intensidad de estos eventos debido a procesos de variabilidad climática y el cambio climático. Este trabajo tiene como objetivo proponer medidas de reducción del riesgo y formular una guía de adaptación al cambio climático para las zonas críticas de inundación y socavación en la zona de estudio; a partir de la definición de la línea base para la gestión del riesgo, la evaluación de la efectividad de las obras existentes mediante una matriz y el diagnóstico ambiental y social de la zona.
Para llevar a cabo este trabajo, se utilizaron diversas metodologías como: análisis multitemporales, salidas de campo, pruebas de laboratorio, desarrollo de mapas de inundación y la identificación de zonas críticas en condición de riesgo. Se emplearon softwares como Google Earth, ArcGIS y HEC-RAS. La información utilizada para la evaluación de las obras existentes y la propuesta de obras en zonas críticas, se obtuvo de entidades gubernamentales como la UNGRD, CORPAMAG, FINDETER y Colombia Licita, a través de decretos, informes y ruedas de prensa. Por último, para la elaboración de la guía de adaptación al cambio climático, se realizó una revisión bibliográfica de guías similares, se llevó a cabo una caracterización de la zona de estudio y se identificaron variables de vulnerabilidad y amenaza.
Gracias a este trabajo, se lograron identificar los puntos críticos de socavación y se generaron mapas de inundación, que permitieron visualizar el comportamiento del río Magdalena en períodos de retorno de 2.33 y 100 años. Además, se realizó una caracterización del suelo para conocer su composición, predominando principalmente el suelo ML o Limo Inorgánico. También se elaboró una matriz de evaluación de seis obras de mitigación ejecutadas en la zona de estudio, donde los jarillones resultaron ser la mejor opción y los canales la menos efectiva. Esta matriz permitió proponer un conjunto de obras, incluyendo costos, vida útil, tiempo de ejecución y viabilidad. Por último, se desarrolló una guía de adaptación al cambio climático que aborda el marco normativo actual, la caracterización de la zona de estudio y propone medidas de adaptación. La flexibilidad y adaptación a las condiciones locales de esta zona de estudio hacen que este proyecto pueda ser replicado en municipios similares, contribuyendo así a la planificación y mitigación de fenómenos naturales.ABSTRACT: This work was carried out in the Department of Magdalena, located in the Colombian Caribbean region. Specifically, it focuses on the municipalities of El Piñón and Salamina, which are in the Río Subregion, near the eastern bank of the Magdalena river. The proximity to this important waterway increases the exposure to environmental phenomenon such as floods and bank erosion, which have been affecting these localities for over 100 years. Additionally, in recent years, there has been an increase in the frequency and intensity of these events due to climate variability and change. Consequently, the objective of this work is to contribute to the mitigation of the existing risks and adaptation to climate change in the area.
This study establishes a baseline for risk management, develops maps of flooding, erosion, hazards, and vulnerabilities, evaluates existing infrastructure through a matrix, and proposes a set of relevant works and recommendations. Finally, a guide for adaptation to erosion and flooding processes is formulated, considering environmental and social conditions, culminating in a climate change adaptation guide.
Various methodologies were employed to conduct this work, including multitemporal analysis, field surveys, laboratory testing, and the development of flooding maps and identification of critical risky areas. Software’s such as Google Earth, ArcGIS, and HEC-RAS were used. Information for the evaluation of existing infrastructure and the proposal of works in critical areas was obtained from government entities such as UNGRD, CORPAMAG, FINDETER, and Colombia Licita, through decrees, reports, and press conferences. Lastly, a review of similar guides was conducted for the formulation of the climate change adaptation guide, along with a characterization of the study area and the identification of vulnerability and hazard factors.
Thanks to this work, critical erosion areas were identified, and flood maps were generated to visualize water behavior for return periods of 2.33 and 100 years. Additionally, a soil characterization was performed to determine its composition, with ML or Inorganic Silt are predominating. An evaluation matrix for six mitigation works executed in the study area was also developed, with levees being identified as the most effective option and channels as the least effective. This matrix allowed for the proposal of a set of works, including costs, lifespan, execution time, and feasibility. Finally, a climate change adaptation guide was developed, addressing the current regulatory framework, the characterization of the study area, and proposing adaptation measures.
The flexibility and adaptation to local conditions in this study area make this project replicable in similar municipalities, thus contributing to the planning and mitigation of natural phenomena.PregradoIngeniero (a) Ambiental (a
Elaboration of transition climate risk matrix using fuzzy logic techniques.
No full text69Uno de los retos más grandes que tiene la humanidad en este siglo XXI es sin duda el cambio climático. El cambio climático está creciendo de manera insostenible, a velocidades cada vez mayores y más difíciles de contener. Las herramientas y conocimientos a través de las cuales se han basado naciones, instituciones y empresas para combatir esta problemática parecen ya no ser suficientes, y cada día que pasa se van quedando más obsoletas frente a un panorama que cambia vertiginosamente. Los avances en la inteligencia artificial también han llegado a esta rama. En este trabajo se desarrolla una herramienta, mediante el uso de lógica difusa, para elaborar una matriz de riesgos climáticos de transición. Para ello, se identifican las variables más relevantes de cambio climático de transición. Posteriormente se elabora la matriz de riesgos, partiendo del conocimiento recolectado tanto en la literatura como en la opinión de expertos temáticos. Luego, se definen los parámetros, funciones de pertenencia, y reglas del modelo de defuzificación. Por último, se prueba el modelo con datos recolectados y/o elaborados. Se valida también a través de la opinión de expertos temáticos, para posteriormente reconfigurar las variables que sea necesario reevaluar. El resultado es un modelo computacional capaz de clasificar de manera acertada los diferentes riesgos climáticos de transición que sirva como base para su gestión, de manera eficiente.1 Introducción 10
2 Preliminares 12
2.1 Planteamiento del problema 12
2.1.1 Formulación del problema 12
2.1.2 Justificación 13
2.2 objetivos del proyecto 15
2.2.1 Objetivo General 15
2.2.2 Objetivos Específicos 15
2.3 Marco de referencia 16
2.3.1 Antecedentes 16
2.3.2 Marco Teórico 19
3 Metodología 25
3.1 Identificación de variables 25
3.2 Metodología TOPSIS 26
3.3 Diseño de matriz de riesgos 29
3.4 Diseño e implementación del modelo computacional 29
4 Presentación y discusión de resultados 32
4.1 Identificación de variables 32
4.1.1 Clasificación de variables 32
4.1.2 Identificación de variables 33
4.1.3 Selección de variables 34
4.1.4 Selección de criterios 38
4.1.5 Validación de expertos 39
4.1.6 Análisis de rendimiento de riesgos climáticos a través de TOPSIS 40
4.1.7 Construcción de modelo de lógica difusa 43
5 Conclusiones y consideraciones finales 51
6 Referencias 55-PregradoIngeniero Administrador1st edExploratorioTrabajo de grado exploratori
Evaluación para la implementacion de la industria 4.0 en las Pymes del sector textil confeccion del municipio de Itaguí
No full text103 páginasRESUMEN: El propósito de esta investigación consiste en presentar una propuesta metodológica para la implementación de las tecnologías de la Industria 4.0 en la gestión de la cadena de suministro de las pymes del sector textil confecciones en el municipio de Itagüí. En este documento, en primer lugar, se expone la formulación del proyecto y sus objetivos; en segundo lugar, los conceptos claves que son necesarios para la compresión de este; y, finalmente, la metodología que se utilizará con relación a la aplicación de la propuesta. Esta última tiene como propósito fomentar la implementación de las tecnologías y métodos de la Industria 4.0 en las pymes, debido a la ocurrencia de un conjunto de hechos, entre los cuales destaca la baja iniciativa por parte de los sectores empresarial y académico.ABSTRACT: The purpose of this research is to present a methodological proposal for the implementation of industry 4.0 technologies in the management of the supply chain of SMEs in the textile and clothing sector in the municipality of Itagui. In this document, firstly, the formulation of the project and its objectives are exposed, secondly, the key concepts that are necessary for understanding it and finally the methodology that will be used in relation to the application of the proposal. The purpose of this proposal is to promote the implementation of the technologies and methods of industry 4.0 in SMEs due to the occurrence of a set of facts, among which the low initiative on the part of the business and academic sectors stands out.PregradoIngeniero(a) Industria
Caracterización de la enfermedad pulmonar obstructiva crónica (EPOC) a partir de imágenes de radiografías de tórax y datos clínicos
No full text53 páginasRESUMEN: la creciente disponibilidad de datos y el rápido desarrollo de los métodos de análisis de
datos han hecho posible las recientes aplicaciones de la inteligencia artificial y el machine
learning en el área de la salud. La utilización de estos avances permite a los diferentes
actores en el sector medico realizar mejor su trabajo de predicción y diagnóstico de
enfermedades en los pacientes. Una de estas enfermedades es la EPOC o enfermedad
pulmonar obstructiva crónica la cual es una de las enfermedades con mayor mortalidad en
el mundo la cual afecta el sistema respiratorio, el cual es vital para la vida del ser humano.
Para su diagnóstico existen diferentes maneras de lograr detectarla como son las imágenes
médicas y exámenes como la espirometría.
En el presente trabajo se analizó información de pacientes del hospital Pablo Tobón Uribe
que diagnosticados con EPOC haciendo análisis de toda la información disponible del
paciente en la base de datos, con el fin de extraer la información más relevante para la
detección de esta patología. Al ser esta información necesaria para la detección de EPOC,
el objetivo del trabajo fue desarrollar un modelo para la extracción de características y
patrones relevantes en radiografías de tórax y datos clínicos de pacientes con EPOC.
Este procedimiento se realizado usando la metodología CRISP-DM donde se empezó con
la recolección de la información en el hospital, seguido del análisis de esta para así
determinar cuáles serían las variables más indicadas para entrenar los modelos.
Posteriormente, se seleccionaron los modelos que utilizarían estas variables para ser
entrenados. Modelos como las redes neuronales convolucionales para la información no
estructurada como son las imágenes médicas, y modelos convencionales de clasificación
como KNN, Árbol de decisión, Gradient Boost, etc. para los datos estructurados, entre los
que se encontraban los exámenes de función pulmonar y variables básicas del paciente.
Por último, se corroboraron los resultados eligiendo los mejores modelos y comparando los
algoritmos entre sí, por medio de métricas de evaluación y validación cruzada. Luego los
dos mejores modelos fueron unidos para así tener un modelo final el cual pudiera predecir
EPOC basándose tanto de la radiografía como de la información del paciente y los
exámenes médicos.
Los resultados indicaron que el modelo final es capaz de detectar EPOC en un paciente
con altos niveles de precisión y estos podrían servir de base para trabajos futuros en esta
área o bien para ser otra herramienta más del arsenal de una médicoABSTRACT: the increasing availability of data and the rapid development of data analysis methods have
made the recent applications of artificial intelligence and machine learning in the health area
possible. The use of these advances allows the different actors in the medical sector to
better perform their work prediction and diagnosis of diseases in patients. Onne of these
diseases is COPD or chronic obstructive pulmonary disease, which is one of the deadliest
diseases in the world that affects the respiratory system, which is vital for human life. For its
diagnosis there are different ways to detect it, such as medical imaging and tests such as
spirometry.
In this work, information from patients diagnosed with COPD at the Pablo Tobon Uribe
hospital was analyzed by performing analysis of all the available information for the detection
of this pathology. As this information is necessary for the detection of COPD, the objective
of this work was to develop a model for the extraction of features and patterns relevant in
chest radiographs and clinical data of patients with COPD.
This procedure was carried out using the CRIPS-DM methodology, where the information
was first collected at the hospital, followed by analysis of it to determine which variables
would be most suitable for training the models. Subsequently, the models that would use
these variables to be trained were selected. Models such ass convolutional neural networks
for unstructured information such as medical images, and conventional classification models
such as KNN, Decision Tree, Gradient Boost, etc. for structured data, among which were
pulmonary functions tests and basic patient variables. Finally, the results were corroborated
by choosing the best models and comparing the algorithms with each other, using evaluation
metrics and cross-validation. Then, the two best models were joined together to have a final
model that could predict COPD based on both the radiograph, the patient information, and
medical tests.
The results indicated that the final model is capable of detecting COPD in a patient with high
levels of accuracy and these could serve as basis for future work in this area or as another
tool in the arsenal of a doctor.PregradoIngeniero(a) de Sistemas y Computació
Riesgos geológicos producidos por los RCD ubicados en el municipio de Caldas - Antioquia
No full text179 páginasRESUMEN: Los riesgos ambientales provocados por los RCD (Residuos de Construcción y Demolición) en Colombia parten de la gestión inadecuada de los mismo, donde la ciudadanía en general arroja de forma clandestina estos desechos, formando escombreras satélites, las cuales no cuentan con ningún tipo de reglamentación, licencias o permisos ambientales. Una de las áreas más afectadas en Antioquia es el municipio de Caldas, donde se producen en la zona urbana cerca de 14.800 toneladas de residuos por año y en el área rural esa cifra asciende a 1.782 toneladas al año. No obstante, la problemática ambiental y social en la región no se origina exclusivamente a partir de la producción interna de residuos; más bien, ha evolucionado hacia la condición de receptor de estos desechos. Las construcciones erigidas en la extensa zona sur del Valle de Aburrá y los desechos resultantes de dichas obras civiles terminan siendo depositados en el municipio de Caldas.
En Caldas - Antioquia, en la cual se identificaron 19 escombreras, de las cuales el 74% ha experimentado a lo largo de su historia eventos desastrosos, tales como movimientos en masa, inundaciones o avenidas torrenciales. Además, el 33% de estas se sitúa en una zona catalogada como amenaza alta por movimientos en masa y un 61% de las escombreras y llenos enfrenta una amenaza significativa por inundaciones.
Esta investigación se centra en la evaluación y mitigación del riesgo derivado del manejo inadecuado de las escombreras y llenos localizados en el municipio de Caldas, Antioquia. El estudio se estructura en tres fases metodológicas distintas.
En el primer objetivo específico se llevó a cabo la identificación y caracterización de las escombreras y llenos mediante el análisis de información secundaria, datos geoespaciales y salidas de campo. Adicionalmente, se realizaron análisis geológicos, geomorfológicos y geotécnicos para comprender las condiciones del terreno en cada una de las escombreras y llenos identificados. Se encontró que geológicamente, el 65% de las escombreras y rellenos se sitúan sobre el miembro volcanosedimentario, mientras que geomorfológicamente, un 32% se localiza sobre sierras denudadas.
El segundo objetivo comprende la evaluación de los escenarios de riesgo, teniendo en cuenta amenazas como movimientos en masa e inundaciones, así como eventos desastrosos históricos, etc. Se desarrolló una matriz de evaluación que posibilitó la clasificación de las escombreras según su nivel de riesgo. Como resultado, se determinó que la escombrera con el mayor riesgo es San Cayetano.
En el tercer objetivo, se realizó una parametrización geomecánica de los suelos de la escombrera de mayor riesgo y se utilizaron modelos en el software Slide para evaluar la estabilidad de los taludes. Además, se propusieron medidas de mitigación basadas en bioingeniería, como la implementación de técnicas de revegetación y control de erosión.
Este estudio ofrece una comprensión del riesgo vinculado a las escombreras y rellenos en el municipio de Caldas, Antioquia. Como resultado, se presentan recomendaciones prácticas y específicas destinadas a disminuir el riesgo asociado con el manejo de las escombreras, buscando mejorar la seguridad de las comunidades y preservar el entorno natural.ABSTRACT: The environmental risks caused by C&DW (Construction and Demolition Waste) in Colombia stem from its inadequate management, where citizens in general clandestinely dump these wastes, forming satellite dumps, which do not have any type of regulation, licenses or environmental permits. One of the most affected areas in Antioquia is the municipality of Caldas, where about 14,800 tons of waste per year are produced in the urban area and in the rural area that figure rises to 1,782 tons per year. However, the environmental and social problems in the region do not originate exclusively from the internal production of waste; however, it has evolved into the status of recipient of these wastes. The constructions erected in the extensive southern area of the Aburrá Valley and the waste resulting from the mentioned civil works end up being deposited in the municipality of Caldas.
In Caldas - Antioquia, 19 waste dumps were identified, which 74% of those have experienced disastrous events throughout their history, such as mass movements, floods or torrential floods. Furthermore, 33% of these are in an area classified as high threat due to mass movements and 61% of the waste dumps and landfills face a significant threat due to flooding.
This research focuses on the evaluation and mitigation of the risk derived from the inadequate management of waste dumps and landfills located in the municipality of Caldas, Antioquia. The study is structured in three different methodological phases.
In the first stage of the study, the identification and characterization of the waste dumps and landfills was carried out through the analysis of secondary information, geospatial data and field trips. Additionally, geological, geomorphological, and geotechnical analyzes were carried out to understand the ground conditions in each of the identified waste dumps and landfills. It was found that geologically, 65% of the waste dumps and landfills are located on the volcanosedimentary member, while geomorphologically, 32% are located on denuded mountain ranges.
The second phase was dedicated to the evaluation of risk scenarios, taking into account threats such as mass movements and floods, as well as historical disastrous events, etc. An evaluation matrix was developed that made it possible to classify the waste dumps according to their level of risk. As a result, it was determined that the waste dump with the highest risk is San Cayetano.
In the third stage, a geomechanical parameterization of the soils of the highest risk waste dump was carried out and models on the Slide software were used to evaluate the stability of the slopes. In addition, mitigation measures based on bioengineering were proposed, such as the implementation of revegetation and erosion control techniques. This study offers an understanding of the risk linked to waste dumps and landfills in the municipality of Caldas, Antioquia. As a result, practical and specific recommendations are presented aimed at reducing the risk associated with the management of waste dumps, seeking to improve the communities safety and the natural environment preservation.PregradoIngeniero(a) Geológico(a
Plan estratégico de turismo de naturaleza para el corregimiento de Santa Elena
No full text77 páginasRESUMEN: Este trabajo parte del análisis de las ventajas competitivas del territorio de Santa Elena, corregimiento de Medellín, para proponer un plan estratégico de turismo de naturaleza que se fundamente en sus elementos diferenciadores: activo natural y cultura silletera, para proponer acciones que propongan el desarrollo del turismo de naturaleza como su nuevo paradigma de desarrollo económico y social.
Para formular dicho plan, se realizó una referenciación de casos nacionales e internacionales que permitieran analizar diversas tendencias de planificación, así como experiencias exitosas aplicables a Santa Elena; paralelamente, se identificaron los grupos de interés alrededor del turismo de naturaleza en dichos territorios, con el fin de constatar con ellos expectativas, oportunidades y problemáticas que las fuerzas vivas del territorio han identificado.
Con estos elementos fue posible diseñar el Plan Estratégico de Turismo de Naturaleza ordenado en cuatro pilares. Este plan pretende conciliar la visión de desarrollo económico del territorio con la conservación de este enclave natural, histórico y de ancestralidad silletera.
Los resultados de este estudio no solo fortalecen el entendimiento de este territorio, del cual se posee poca información en cuanto a su dinámica económica, sino que también propone una ruta estratégica para el turismo en este corregimiento. Además, si bien no se profundiza, plantea retos institucionales para la planeación territorial de Santa Elena.MaestríaOtr
Sistema de liberación de vitamina D a partir de nanopartículas de poli éter éter sulfona sulfonado (sPEES)
No full text78 páginasRESUMEN: el presente trabajo de grado plantea la obtención de nanopartículas poliméricas de poli éter éter sulfona sulfonado (sPEES) para la encapsulación y liberación de vitamina D, como potencial tratamiento para la deficiencia de esta en el cuerpo humano. Se resalta la pertinencia del proyecto por la alta recurrencia de hipovitaminosis D a nivel global y las falencias de los métodos de suplementación actual.
Se obtuvieron las nanopartículas de sPEES con y sin vitamina D, siguiendo la técnica de entrecruzamiento iónico y purificando con ultrafiltración por centrifugación. Se estableció que la cantidad máxima de principio activo que puede ser cargado en las nanopartículas es de 2,7 mg, con la que se obtuvo un tamaño menor a 200 nm y un índice de polidispersidad de 0,24. Para dicha cantidad de vitamina D se observó una eficiencia de encapsulación de 99,89 % y una capacidad de carga de 16,97 %, la cual es comparable con otros sistemas reportados en la literatura científica.
Posteriormente, se evaluó la estabilidad del sistema analizando el tamaño (por dispersión de luz dinámica) y la carga superficial (por potencial ζ) en diferentes soluciones amortiguadoras para simular diferentes vías de administración, los valores de pH empleados y la vía de administración a la que corresponden fueron: 9,2 (intranasal), 7,4 (intravenosa), 7 (intramuscular), 5,5 (oral a nivel del intestino delgado) y 2 (oral a nivel del estómago). A partir de lo anterior, se determinó que las nanopartículas de sPEES con vitamina D evaluadas a pH 5,5, tuvieron tamaños inferiores a 160 nm y polidispersidades cercanas, e incluso inferiores, a 0,2. Con base en dichos resultados, se consideró que para este tipo de sistema (nanopartículas de sPEES con vitamina D) se podría usar la vía de administración oral.
Finalmente, se determinó el perfil de liberación del sistema con un ensayo de diálisis, empleando membranas de poli éter sulfona (PES) de 10 kDa, simulando condiciones de temperatura fisiológica y de pH a 2 y 5,5 a los que se les añadió Tween 80, con el fin de favorecer la liberación del principio activo. En el medio de pH 2 se alcanzó un porcentaje de liberación de casi 8 % en 6 horas, en el cual se obtuvo un pico máximo a las 3,5 horas, mientras que para el medio de pH 5,5 se obtuvo un porcentaje de liberación cercano al 2 % en el mismo periodo de tiempo. La cinética de liberación se ajustó al modelo de Higuchi’s
para ambas soluciones y se obtuvieron parámetros de ajuste que indican una correcta representación del sistema.ABSTRACT: This work suggests a system of sPEES polymeric nanoparticles for the encapsulation and release of vitamin D, as a potential treatment for vitamin D deficiency in the human body. The project relevance is highlighted due to the worldwide recurrence of hypovitaminosis D and the deficiencies in the current supplementation methods.
sPEES nanoparticles were obtained with and without encapsulating vitamin D, following the ionic crosslinking technique and purifying them with ultrafiltration by centrifugation. 2,7 mg was established as the maximum amount of vitamin D that can be loaded in the nanoparticles. Sizes of less than 200 nm and a polydispersity index of 0,24 was obtained. For this amount of vitamin D, an encapsulation efficiency of 99.89 % and a loading capacity of 16.97 % were observed, results that can be compared with other systems reported in scientific literature.
Subsequently, the stability of the system was evaluated analyzing size (with dynamic light scattering), surface charge (with ζ-potential) in different buffer solutions, to simulate different routes of administration, the pH values selected and the corresponding administration route were: 9,2 (intranasal), 7,4 (intravenous), 7 (intramuscular), 5,5 (oral, related with the small intestine) and 2 (oral, related with the stomach). sPEES nanoparticles with vitamin D evaluated pH 5.5. The results showed that sizes lower than 160 nm and a PI of 0.2 or even below were obtained for sPEES nanoparticles with vitamin D evaluated in pH 5.5. Based on these results, the route of oral administration was considered for this system (sPEES nanoparticles with vitamin D) was proposed.
Finally, the release kinetics of the system was established with a dialysis test, using 10 kDa PES membranes, simulating physiological temperature and using pH 2 and 5.5 solutions with Tween 80, in order to promote the vitamin D release. In the pH 2 medium, a release percentage of almost 8 % was reached in 6 hours, with a maximum peak at 3.5 hours; while, a lower release percentage was obtained for pH 5.5 medium, close to 2 % in the same period of time. The release kinetics in both solutions was adjusted to Higuchi's model, and the statistical results indicated an appropriate representation of the system.PregradoIngeniero(a) Biomédico(a)2023-02 (Mariana) y 2024-01 (Juliana