Por favor, use este identificador para citar o enlazar este ítem: https://hdl.handle.net/20.500.12104/104808
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dc.contributor.advisorPérez Luna, Víctor Hugo
dc.contributor.authorAcosta Cuevas, José Manuel
dc.date.accessioned2024-09-18T16:58:01Z-
dc.date.available2024-09-18T16:58:01Z-
dc.date.issued2024-05-24
dc.identifier.urihttps://wdg.biblio.udg.mx
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.12104/104808-
dc.description.abstractLa generación de micropartículas útiles para la encapsulación de células o sustratos ha despertado gran interés en los campos de la medicina, industria alimenticia y ambiental. El diacrilato de polietilenglicol (PEGDA) es un material con características útiles para microencapsulación celular que puede ser implementado con técnicas de microfluidos. La solución prepolimerica de PEGDA se preparó con el objetivo de que iniciara su gelación mediante la técnica de fotopolimerización al incidir sobre ella una longitud de onda de 520 nm. Las propiedades mecánicas del hidrogel solido fueron obtenidas para distintas cantidades de agente entrecruzante mostrando resultados interesantes. Se fabricaron dispositivos con microcanales menores a 0.5 mm de diámetro y el diseño implementado para el cruce de los microcanales fue la unión T. Además, se realizó un análisis y simulación de flujos para encontrar los caudales adecuados para la generación continua de micropartículas de PEGDA dentro de los microcanales del dispositivo de microfluidos. Lel diámetro y monodispersión de las micropartículas generadas fue analizada y evaluada por un diseño factorial dos a la dos. Finalmente, células de Chlorella vulgaris fueron encapsuladas en micropartículas de PEGDA. Su viabilidad y proliferación fue evaluada por espectrofotometría utilizando la prueba WST-1, además de que se probó la remoción de contaminantes metálicos en agua por absorción del hidrogel con y sin células encapsuladas. Podemos concluir que el PEGDA tiene gran potencial para ser acarreador, protector y andamio celular dependiendo de la cantidad de agente entrecruzante que se utilice en su formulación. Además de que las técnicas de microfluidos facilitan enormemente la generación de micropartoculas monodispersas de manera continua.
dc.description.tableofcontents1. Antecedentes 6 1.1. Micropartículas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.1.1. Tecnología de la formación de micropartículas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 1.1.2. Tamaños de micropartículas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.1.3. Materiales para formación de micropartículas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.1.4. Formación de micropartículas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 1.2. Estudio y uso de las micropartículas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.2.1. Aplicaciones de micropartículas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 1.3. Ventajas y desventajas del uso de micropartículas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 1.3.1. Ventajas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 1.3.2. Desventajas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 1.4. Diacrilato de polietilenglicol (PEGDA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1.4.1. Uso de PEGDA en la formación de micropartículas . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 1.4.2. Usos de micropartículas a base de PEGDA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 1.5. Polimerización . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 1.5.1. Fotopolimerización . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 1.5.2. Mecanismo de fotopolimerización . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 1.6. Propiedades mecánicas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24 1.7. Dispositivos de microfluidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25 1.7.1. Diseño de dispositivo para microfluidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 1.8. Generación de micropartícula . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28 1.8.1. Simulación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 1.9. Biorremediación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 1.9.1. Fitorremediación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 1.9.2. Chlorella vulgaris . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 1.10. Funcionalización de micropartícula . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 2. Justificación 34 3. Hipótesis 35 4. Objetivos 36 4.1. Objetivo general. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 4.2. Objetivos específicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36 5. Materiales y métodos 37 5.1. Materiales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 5.2. Preparación de solución eosina “Y” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 5.3. Síntesis de la solución de hidrogel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38 5.4. Preparación del equipo para pruebas de tiempo de inicio de gelado . . . . . . . . . . . . . . 38 5.5. Tiempo de inicio de gelado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 5.6. Preparación de muestras: hinchamiento y compresión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 5.7. Prueba de hinchamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 5.8. Pruebas de compresión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41 5.9. Módulo de Young . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 5.10. Diseño de dispositivos de microfluidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 5.11. Dispositivo de microfluidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42 5.12. Generación de micropartícula . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43 5.12.1. Síntesis de micropartículas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45 5.12.2. Calibración de bombas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 5.12.3. Análisis de flujo en el dispositivo de microfluidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 5.12.4. Análisis de rugosidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 5.12.5. Evaluación del diametro de micropartículas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53 5.13. Cultivo de Chlorella vulgaris . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 5.14. Medio de cultivo BBM (Bold’s Basal Medium). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55 5.15. Encapsulación y viabilidad de Chlorella vulgaris . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 5.16. Evaluación de la remoción de contaminantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 6. Resultados 60 6.1. Formulación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 6.1.1. Preparación de muestras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60 6.2. Diseño de dispositivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 6.3. Tiempo de inicio de gelado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 6.4. Hinchamiento y densidad de entrecruzamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 6.5. Fracción soluble y secado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69 6.6. Pruebas de compresión y módulo de Young . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 6.7. Análisis de flujo en el dispositivo de microfluidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 6.7.1. Calibración de bombas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75 6.7.2. Simulación de flujos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76 6.7.3. Simulación de rugosidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81 6.7.4. Flujo en dispositivos de microfluidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84 6.7.5. Rugosidad en dispositivos de microfluidos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88 6.8. Generación de micropartícula . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92 6.9. Síntesis de micropartícula . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96 6.10. Pruebas de encapsulación, viabilidad y proliferación para Chlorella vulgaris . . . . . . . . . 101 6.11. Pruebas de remoción de metales en agua . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 7. Conclusiones 108 8. Agradecimientos 110 9. Productos obtenidos de este trabajo 110 10. Referencias 119
dc.formatapplication/PDF
dc.language.isospa
dc.publisherBiblioteca Digital wdg.biblio
dc.publisherUniversidad de Guadalajara
dc.rights.urihttps://www.riudg.udg.mx/info/politicas.jsp
dc.subjectMicroparticulas
dc.subjectPolietilenglicol
dc.subjectDiacrilato
dc.titleFormación De Micropartículas Esféricas Para Aplicaciones Biotecnológicas A Base De Polietilenglicol Diacrilato 575da Utilizando Dispositivos de Microfluidos
dc.typeTesis de Doctorado
dc.rights.holderUniversidad de Guadalajara
dc.rights.holderAcosta Cuevas, José Manuel
dc.coverageGUADALAJARA, JALISCO
dc.type.conacytdoctoralThesis
dc.degree.nameDOCTORADO EN CIENCIAS EN PROCESOS BIOTECNOLOGICOS
dc.degree.departmentCUCEI
dc.degree.grantorUniversidad de Guadalajara
dc.rights.accessopenAccess
dc.degree.creatorDOCTOR EN CIENCIAS EN PROCESOS BIOTECNOLOGICOS
dc.contributor.directorGonzález Reynoso, Orfil
dc.contributor.codirectorGarcía Ramírez, Mario Alberto
dc.contributor.codirectorMartínez Gómez, Álvaro De Jesús
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