Caracterización mecánica de hidrogeles derivados de celulosa bacteriana producida a partir de mucílago de café con potencial uso en el diseño de apósitos para úlcera por presión decúbito supino
Las úlceras por presión (UPP) se producen debido a la presión aplicada al tejido blando, lo cual conlleva a la obstrucción del flujo de sangre originando lesiones isquémicas que producen una degeneración rápida de los tejidos; los tratamientos disponibles para tal enfermedad van desde hidrocoloides...
- Autores:
-
Pinto Niño, María Camila
Prada Barrera, Yolibeth
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2021
- Institución:
- Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNAB
- Repositorio:
- Repositorio UNAB
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
- oai:repository.unab.edu.co:20.500.12749/16037
- Acceso en línea:
- http://hdl.handle.net/20.500.12749/16037
- Palabra clave:
- Biomedical engineering
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Biofísica
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Biomédica
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- License
- http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/
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Mechanical characterization of hydrogels derived from bacterial cellulose produced from coffee mucilage with potential use in the design of dressings for supine pressure ulcers |
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Caracterización mecánica de hidrogeles derivados de celulosa bacteriana producida a partir de mucílago de café con potencial uso en el diseño de apósitos para úlcera por presión decúbito supino |
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Caracterización mecánica de hidrogeles derivados de celulosa bacteriana producida a partir de mucílago de café con potencial uso en el diseño de apósitos para úlcera por presión decúbito supino Biomedical engineering Engineering Medical electronics Biological physics Bioengineering Medical instruments and apparatus Medicine Biomedical Bacterial cellulose Hydrogels Pressure ulcers Mechanical properties Swelling Polymers Microorganisms Clinical engineering Ingeniería biomédica Ingeniería Biofísica Bioingeniería Medicina Biomédica Polímeros Microorganismos Ingeniería clínica Electrónica médica Instrumentos y aparatos médicos Celulosa bacteriana Hidrogeles Propiedades mecánicas Hinchamiento Úlceras por presión |
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Las úlceras por presión (UPP) se producen debido a la presión aplicada al tejido blando, lo cual conlleva a la obstrucción del flujo de sangre originando lesiones isquémicas que producen una degeneración rápida de los tejidos; los tratamientos disponibles para tal enfermedad van desde hidrocoloides hasta hidrogeles, los cuales ofrecen una solución a corto y mediano plazo, exhibiendo la necesidad de elaborar un tratamiento apto para contribuir a largo plazo. Por consiguiente, en este proyecto se desarrollaron hidrogeles derivados de celulosa bacteriana, puesto que, al ser un biopolímero con buenas propiedades, promueve la reparación del tejido epitelial y la cicatrización de heridas. Inicialmente, los hidrogeles derivados de celulosa bacteriana se fabricaron usando tres medios de cultivos diferentes (HS, HSMC y MC) con una concentración del 15% v/v de inóculo. Las propiedades estructurales de los hidrogeles como la capacidad de hinchamiento, se evaluó a partir de la relación volumétrica de hinchamiento, mientras que el módulo de compresión y elástico se determinaron por medio de pruebas de tensión y compresión. Los resultados obtenidos de los hidrogeles derivados de celulosa bacteriana, demuestran que, los módulos de elasticidad de los hidrogeles varían entre 0.34 MPa y 3.1 MPa. Adicionalmente, se determinó que los hidrogeles fabricados con HS tienen una relación de hinchamiento mayor a los fabricados con MC y HSMC. Además, con este estudio se determinó que los hidrogeles obtenidos, disponen de propiedades mecánicas favorables para las capas de la piel de la epidermis y la dermis; por tanto, podrían tener gran potencial en promover la curación de UPP decúbito dorsal de hasta un estadio II. |
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Becerra Bayona, Silvia Milenaf59fde3b-924f-4fcc-96e9-5fd6250b2daeSolarte David, Víctor Alfonso54590e96-eda3-4b43-9ffa-14bd35ed7d08Pinto Niño, María Camila5b1617ff-99db-470d-95a5-4dd829056ccdPrada Barrera, Yolibeth7ae63289-5f66-449e-98e4-b66d69826389Solarte David, Víctor Alfonso [0001329391]Becerra Bayona, Silvia Milena [0001568861]Becerra Bayona, Silvia Milena [5wr21EQAAAAJ]Solarte David, Víctor Alfonso [0000-0002-9856-1484]Becerra Bayona, Silvia Milena [0000-0002-4499-5885]Becerra Bayona, Silvia Milena [36522328100]Becerra Bayona, Silvia Milena [36522328100]Becerra Bayona, Silvia Milena [Silvia_Becerra-Bayona]Becerra Bayona, Silvia Milena [silvia-milena-becerra-bayona]Becerra Bayona, Silvia Milena [silvia-becerra-3174455a]ColombiaUNAB Campus Bucaramanga2022-03-24T20:26:28Z2022-03-24T20:26:28Z2021http://hdl.handle.net/20.500.12749/16037instname:Universidad Autónoma de Bucaramanga - UNABreponame:Repositorio Institucional UNABrepourl:https://repository.unab.edu.coLas úlceras por presión (UPP) se producen debido a la presión aplicada al tejido blando, lo cual conlleva a la obstrucción del flujo de sangre originando lesiones isquémicas que producen una degeneración rápida de los tejidos; los tratamientos disponibles para tal enfermedad van desde hidrocoloides hasta hidrogeles, los cuales ofrecen una solución a corto y mediano plazo, exhibiendo la necesidad de elaborar un tratamiento apto para contribuir a largo plazo. Por consiguiente, en este proyecto se desarrollaron hidrogeles derivados de celulosa bacteriana, puesto que, al ser un biopolímero con buenas propiedades, promueve la reparación del tejido epitelial y la cicatrización de heridas. Inicialmente, los hidrogeles derivados de celulosa bacteriana se fabricaron usando tres medios de cultivos diferentes (HS, HSMC y MC) con una concentración del 15% v/v de inóculo. Las propiedades estructurales de los hidrogeles como la capacidad de hinchamiento, se evaluó a partir de la relación volumétrica de hinchamiento, mientras que el módulo de compresión y elástico se determinaron por medio de pruebas de tensión y compresión. Los resultados obtenidos de los hidrogeles derivados de celulosa bacteriana, demuestran que, los módulos de elasticidad de los hidrogeles varían entre 0.34 MPa y 3.1 MPa. Adicionalmente, se determinó que los hidrogeles fabricados con HS tienen una relación de hinchamiento mayor a los fabricados con MC y HSMC. Además, con este estudio se determinó que los hidrogeles obtenidos, disponen de propiedades mecánicas favorables para las capas de la piel de la epidermis y la dermis; por tanto, podrían tener gran potencial en promover la curación de UPP decúbito dorsal de hasta un estadio II.Capítulo 1. Problema u oportunidad ............................................................................................. 11 Introducción .............................................................................................................................. 11 Planteamiento del problema ...................................................................................................... 12 Justificación ............................................................................................................................... 13 Pregunta Problema .................................................................................................................... 14 Objetivo General ....................................................................................................................... 15 Objetivos Específicos ................................................................................................................ 15 Capítulo 2. Marco Teórico ............................................................................................................ 15 UPP decúbito dorsal .................................................................................................................. 15 Propiedades mecánicas de la piel .............................................................................................. 17 Apósitos tipo hidrogel ............................................................................................................... 19 Propiedades mecánicas de los hidrogeles.................................................................................. 20 Grado de hinchamiento .......................................................................................................... 21 Elasticidad ............................................................................................................................. 21 Celulosa bacteriana para la fabricación de apósitos .................................................................. 21 Mucílago de café ....................................................................................................................... 25 Capítulo 3. Estado del arte ............................................................................................................ 26 Capítulo 4. Metodología ............................................................................................................... 29 Fabricación de los medios de cultivo ........................................................................................ 29 Producción de la CB a partir de Gluconacetobacter-xylinus .................................................... 30 Purificación de la CB producida ............................................................................................... 31 Evaluación de la capacidad de hinchamiento de los hidrogeles ................................................ 32 Caracterización mecánica de los hidrogeles .............................................................................. 32 Análisis estadísticos .................................................................................................................. 34 Capítulo 5. Resultados y análisis de resultados ............................................................................ 34 Resultados ................................................................................................................................. 34 Fabricación de los hidrogeles de CB ..................................................................................... 34 Caracterización mecánica de los hidrogeles de CB ............................................................... 37 Ensayo de tensión .............................................................................................................. 37 Ensayo de compresión ....................................................................................................... 43 Evaluación de la capacidad de hinchamiento de los hidrogeles ............................................ 46 Análisis de resultados ................................................................................................................ 48 Capítulo 6. Conclusiones y recomendaciones .............................................................................. 51 Referencias .................................................................................................................................... 52 Anexos .......................................................................................................................................... 63PregradoPressure ulcers (UPP) occur due to pressure applied to soft tissue, which leads to obstruction of blood flow originating ischemic lesions that produce rapid degeneration of tissues; available treatments for such disease range from hydrocolloids to hydrogels, which offer a short and medium term solution, exhibiting the need to develop a treatment suitable to contribute in the long term. Therefore, in this project, hydrogels derived from bacterial cellulose were developed, since, being a biopolymer with good properties, it promotes epithelial tissue repair and wound healing. Initially, bacterial cellulose-derived hydrogels were fabricated using three different culture media (HS, HSMC and MC) with 15% v/v inoculum concentration. The structural properties of the hydrogels, such as swelling capacity, were evaluated from the volumetric swelling ratio, while the compressive and elastic modulus were determined by tensile and compressive tests. The results obtained for the bacterial cellulose-derived hydrogels show that the elastic moduli of the hydrogels range from 0.34 MPa to 3.1 MPa. Additionally, it was determined that hydrogels made with HS have a higher swelling ratio than those made with MC and HSMC. Furthermore, this study determined that the hydrogels obtained have favorable mechanical properties for the skin layers of the epidermis and dermis; therefore, they could have great potential in the healing of dorsal decubitus UPP up to stage II.Modalidad Presencialapplication/pdfspahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/Abierto (Texto Completo)Atribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 Colombiahttp://purl.org/coar/access_right/c_abf2Caracterización mecánica de hidrogeles derivados de celulosa bacteriana producida a partir de mucílago de café con potencial uso en el diseño de apósitos para úlcera por presión decúbito supinoMechanical characterization of hydrogels derived from bacterial cellulose produced from coffee mucilage with potential use in the design of dressings for supine pressure ulcersIngeniero BiomédicoUniversidad Autónoma de Bucaramanga UNABFacultad IngenieríaPregrado Ingeniería Biomédicainfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisTrabajo de Gradohttp://purl.org/coar/resource_type/c_7a1fhttp://purl.org/redcol/resource_type/TPBiomedical engineeringEngineeringMedical electronicsBiological physicsBioengineeringMedical instruments and apparatusMedicineBiomedicalBacterial celluloseHydrogelsPressure ulcersMechanical propertiesSwellingPolymersMicroorganismsClinical engineeringIngeniería biomédicaIngenieríaBiofísicaBioingenieríaMedicinaBiomédicaPolímerosMicroorganismosIngeniería clínicaElectrónica médicaInstrumentos y aparatos médicosCelulosa bacterianaHidrogelesPropiedades mecánicasHinchamientoÚlceras por presiónAboelnaga, A., Elmasry, M., Adly, O. A., Elbadawy, M. A., Abbas, A. H., Abdelrahman, I., Salah, O., & Steinvall, I. (2018). Microbial cellulose dressing compared with silver sulphadiazine for the treatment of partial thickness burns: A prospective, randomised, clinical trial. Burns, 44(8), 1982–1988. https://doi.org/10.1016/j.burns.2018.06.Agrawaly, K., & Chauhan, N. (2012). Pressure ulcers: Back to the basics. Indian Journal Of Plastic Surgery, (45), 244-254. https://doi.org/10.4103/0970-0358.101287Anseth, K., Bowman, C., & Brannon, L. (1996). Mechanical properties of hydrogels and their experimental determination. Biomaterials, 17(17), 1647-1657. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/0142-9612(96)87644-7Arango Salazar, C., Fernández Duque, O., & Torres Moreno, B. (2021). Úlceras por Presión. Tratamiento De Geriatría Para Residentes, 217-226. https://www.segg.es/download.asp?file=/tratadogeriatria/PDF/S35-05%2021_II.pdf.Arteaga, L. (2014). 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