Facultad Regional San Francisco
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Item Nanopartículas de lignina para la liberación ácida de Doxorrubicina(edUTecNe, 2024-10-02) Peralta, Micaela; Ambrosioni, Franco; Cuggino, Julio C.; Nicolau, Verónica V.La quimioterapia convencional para el cáncer se basa en tratamientos sistémicos que involucran la administración intravenosa de fármacos tóxicos, afectando tanto células tumorales como normales. La nanomedicina aplicada al cáncer ofrece tecnologías novedosas para un tratamiento más seguro y efectivo, con la encapsulación de fármacos en nanopartículas como una alternativa prometedora. Las nanopartículas de lignina (LNP) han ganado atención debido a su biodegradabilidad, biocompatibilidad, baja toxicidad, estabilidad a pH fisiológico y térmica, así como su sostenibilidad y abundancia natural, lo que puede reducir los efectos secundarios de los tratamientos convencionales. La eficacia de estas nanopartículas depende de su tamaño, que se sitúa entre 5 y 200 nm para un suministro adecuado de fármacos. En este estudio se utilizó el método de desolvatación por diálisis para cargar doxorrubicina (DOX), un fármaco ampliamente usado en el tratamiento del cáncer, en LNP de lignina Kraft de madera blanda. Las LNP caracterizadas por dispersión dinámica de luz exhibieron un tamaño entre 100 y 200 nm adecuado para su aplicación en terapias del cáncer. Se ensayaron cargas de DOX de 5 y 10% en peso, de la cual se utilizó la carga de 5% para analizar la liberación controlada de DOX de manera controlada. A pH 7,4, la liberación fue mínima (22% en 7 h), indicando estabilidad en condiciones fisiológicas. Mientras que a pH 5, la liberación fue significativa (80% en 7 h), ideal para aplicaciones intravenosas. La carga de fármaco fue de 8,87% y la eficiencia de carga de 95,72%. Las LNP cargadas con DOX representan una estrategia prometedora para mejorar la eficacia y seguridad de la quimioterapia al permitir una liberación controlada del fármaco en el microambiente tumoral, reduciendo los efectos adversos en tejidos sanos. Se espera poder ensayar las nanoformulaciones en modelos celulares tumorales.Item Lignina Kraft como sustituto sostenible de fenol en biocompuestos(INTEMA, 2024-11-27) Peralta, Micaela; Nicolau, Verónica V.Con el fin de reducir la dependencia de fenol (P), un recurso no renovable derivado del petróleo, las investigaciones se han centrado en encontrar alternativas en la biomasa. La lignina (LG) se presenta como una opción prometedora por su estructura similar a las resinas de fenol-formaldehído (PF). Por lo general, la síntesis de resoles basados en LG se realiza en dos etapas: la primera es la activación de la LG mediante hidroximetilación, y la segunda es la condensación con el P.1 No obstante, realizar la síntesis de resoles en una sola etapa simplificaría el proceso. Este estudio se enfoca en evaluar el impacto de distintos niveles de reemplazo de P por LG en la síntesis de resoles de lignina-fenol-formaldehído (LPF) en una sola etapa. También se analiza su aplicación en la producción de laminados decorativos de alta presión (HPDL), evaluando cómo estos niveles de reemplazo afectan las propiedades finales del producto. Se obtuvieron resoles de una etapa por reemplazo de hasta 40% de P por LG con contenidos de F libre inferiores al 2%, y HPDL que cumplen con las especificaciones de la norma AS/NZS 2924.1:1998 luego del ensayo en agua hirviendo.Item Mechanistic insight into hydroxy‑methylation of hardwood kraft lignin(2024-09-24) Peralta, Micaela; Pajer, Nicolò; Crestini, Claudia; Nicolau, Verónica V.In view of developing upcycling strategies for hardwood Kraft lignin, hydroxymethylation of Eucalyptus Kraft lignin under alkaline conditions (pH 9 and 11) at different temperatures (50 °C and 70 °C) was studied in the present effort with the double objective of optimizing the reaction conditions and understanding the functionalization mechanism of C5 in either terminal or internal guaiacyl units during hydroxy-methylation. Formaldehyde consumption was estimated via titration of the oximated free formaldehyde; the hydroxy-methylation degree under the reaction was estimated by calculating the ratio in Condensed hydroxyl/Guaiacyl (Condensed OH/G-OH) via a new difference UV-spectroscopy. The reliability of the difference UV-method results for the analyses of the hydroxy-methylated lignins was statistically analysed and compared with that of vacuum-dried and sonicated samples. Hydroxy-methylated samples were then fully characterised by NMR (31P and HSQC) and GPC. The reaction temperature of 50 °C, pH 11, and period time of one hour resulted as the optimal conditions for the hydroxy-methylation, preventing the side-reactions leading to the formation of dimethylene-glycol addition products.The 31P and 1H–13C HSQC NMR revealed the absence of undesirable formaldehyde Cannizzaro by-products and the lack of hydroxymethyl groups in the aliphatic side chain under the studied conditions. GPC analyses, comparing two methodologies, revealed increases in molar mass of the hydroxy-methylated samples upon the formaldehyde addition. The selective hydroxy-methylation at the C5 guaiacyl site demonstrates that Eucalyptus Kraft lignin is as a promising candidate for resolproductionItem Lignin-based polyethylene films with enhanced thermal, opacity and biodegradability properties for agricultural mulch applications(2020-09) Chiappero, Lucio Rafael; Bartolomei, Suellen S.; Estenoz, Diana; Moura, E. B.; Nicolau, Verónica V.Lignins are promising alternative raw materials for biocomposites due to their renewability, low cost and abundance. In this work, the use of (softwood and hardwood) Kraft lignins in the development of LLDPE/lignin films for agricultural mulch applications is studied. Processable blends were obtained from unmodified softwood lignin (SW) and from hardwood lignin modified by esterification (HWE). LLDPE was pelletized with (2.5%, 5% and 10%) lignin with particle size between 38 and 75 μm and flexible films were blown extruded. Processable extrusion blends showed temperature differences lower than 20 °C between the Tg of lignin and the melting temperature of LLPDE. Films from neat LLPDE and with 2.5% of HWE and up to 5% SW exhibited statistically comparable (≅ 349%) values of ductility. Ester groups present in lignin improve weight loss of lignin-based blends after soil buried test.Item Supernucleation dominates lignin/poly(ethylene oxide) rystallization kinetics(2022-08) Taverna, María E.; Altorbaq, Abdullah S.; Kumar, Sanat K.; Olmedo-Martínez, Jorge L.; Busatto, Carlos Alberto; Zubitur, Manuela; Mugica, Agurtzane; Nicolau, Verónica V.; Estenoz, Diana; Müller, Alejandro J.The effect of lignin nanoparticles (LNPs) on the crystallization kinetics of poly(ethylene oxide) (PEO) is examined. Lignin from spruce and ionic isolation was used to prepare LNPs with a number-averaged diameter of 85 nm (with a relatively large polydispersity) by an ultrasonication method. PEO-based nanocomposites with four different LNP contents (5, 10, 15, and 20 wt %) were prepared and subject to isothermal and nonisothermal crystallization protocols in a series of experiments. Scanning electron microscopy (SEM) images showed welldispersed LNPs in the crystallized PEO matrix. The incorporation of LNPs exponentially increases nucleation density at moderate loadings, with this trend apparently saturating at higher loadings. However, the spherulitic growth rate decreases monotonically with LNP loading. This is attributed to the substantial PEO/LNP affinity, which impacts chain diffusion and induces supernucleation effect (with efficiencies in the order of 200%), but leads to slower growth rates. The overall crystallization kinetics, measured by the DSC, shows faster nanocomposite crystallization rates relative to the neat PEO at all LNP contents examined. This indicates that the supernucleation effect of LNPs dominates over the decrease in the growth rates, although its influence slightly decreases as the LNP content increases. The strong hydrogen-bonded interactions between the LNPs and the PEO are thus reminiscent of confinement effects found in polymer-grafted NP nanocomposites (e.g., PEO-g-SiO2/ PEO) in the brush-controlled regime.Item Additives based on vegetable biomass to improve the stabilisation of expansive clay soil(2021-05) Orlandi, Sandra; Taverna, María E.; Villada, Yurany A.; Pique, Teresa; Laskowski, Cecilia; Nicolau, Verónica V.; Estenoz, Diana; Manzanal, DiegoThis paper investigates the effect of different bio-based additives on the expansiveness of an Argentinian natural clayey soil (CR-clay). CR-clay was characterised to determine (a) the Atterberg parameters and other index properties, (b) the particle size distribution by laser diffraction, (c) the specific surface area (Se) and cationic exchange capacity by the methylene blue method, (d) the mineralogy by using X-ray diffraction, (e) the functional groups by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and (f) the free swelling and swelling pressure by using an odometer. Starches from potato, cassava, corn and rice flour; seeds and derivatives from flax, sunflower and quinoa; kraft lignin; and lignosulfonates were evaluated as soil stabilisation additives on the basis of measurements of Atterberg parameters. Reductions in the soil plasticity index (PI) between 10 and 60% were generally observed. Lignins exhibited a very good balance between the ability to improve soil stabilisation, low costs, environment-friendliness and availability. In particular, kraft lignin showed high performance as a CR-clay stabiliser with a PI reduction of 46%. The stabilisation mechanism of lignin and CR-clay blends was investigated using Z potential and FTIR. Based on the experimental results, lignins constitute promising alternatives to the additives used as stabilisers of expansive soils, particularly for reducing free-swell and swelling pressure.Item Biobased polyester from soybean oil Synthesis, characterization and degradation studies(2021-12) Bernard, Mariana del Valle; Nicolau, Verónica V.; Strumia, Miriam C.Industrially used polymers derived from fossil fuels have a negative environmental impact when being disposed of. They could be efficiently replaced by natural polymers, which are potentially degradable and which can match or even surpass them in mechanical performance. In this work, a rigid thermosetting polymer is obtained by copolymerization of maleinated acrylated epoxidized soybean oil (MAESO) with styrene (St). MAESO is synthetized by epoxidation, acrylation and maleinization from industrial soybean oil (SO). Resin characterization is performed using FT-IR, 1H NMR and SEC, while copolymer characterization includes a mechanical test, degradation test and SEM. The aim of this work is the replacement of unsaturated polyester (UP) and the optimization of the SO modification reaction in MAESO. The replacement of UP by 25, 50 and 100% of MAESO enables improvements in the mechanical properties. Additionally, it is assessed whether the replacement of UP by MAESO is enough to improve the degradation properties, and the effect of degradation on the mechanical properties is analyzed. MAESO-St copolymers improve the degradation process in relation to UP, and 240 days of in vitro degradation in the presence of Aspergillus niger and Alternaria alternata fungi causes cracks, surface damage and changes in the mechanical properties of the degraded copolymer.Item Nanopartículas de ligninas como carriers para liberación de fármacos oncológicos activada por neutrófilos(2020-04) Fagiano, Florencia Paula; Wolfel, Alexis; Álvarez Igarzabal, Cecilia; Gugliotta, Luis; Nicolau, Verónica V.; Cuggino, Julio C.En la actualidad la quimioterapia convencional para el tratamiento del cáncer está basada en tratamientos sistémicos, donde la administración intravenosa de fármacos muy tóxicos genera efectos adversos sobre los pacientes, ya que actúan tanto en células tumorales como en células normales. Para tratar de disminuir los efectos negativos que esto genera, aparece la nanomedicina aplicada al cáncer, brindando nuevas tecnologías para un tratamiento más efectivo y seguro. Una alternativa es la encapsulación de fármacos en nanopartículas (NPs). La lignina (LG) es el segundo polímero más abundante de la biomasa después de la celulosa. La biodegradabilidad, biocompatibilidad, baja toxicidad, estabilidad a pH fisiológico y estabilidad térmica son las propiedades que favorecen su aplicación en el área biomédica.Item Efecto de la incorporación de nanopartículas de lignina iónica en la cristalización de polióxido de etileno(2020-04) Taverna, María E.; Olmedo, Jorge; Busatto, Carlos Alberto; Zubitur, Manoli; Nicolau, Verónica V.; Estenoz, Diana; Müller, Alejandro J.El polióxido de etileno (POE) es un poliéter semicristalino cuya cinética de cristalización ha sido ampliamente estudiada tanto en el componente puro como en sus mezclas con otros polímeros amorfos y semicristalinos. Se han investigado materiales compuestos basados en mezclas de POE y lignina (polímero natural, amorfo, abundante y de bajo costo). La mezcla eficiente de estos polímeros depende en gran medida de la compleja estructura de la lignina. Se ha reportado la cinética de cristalización de la mezcla de POE y lignina proveniente de procesos de aislamiento Alcell y/o Kraft.2 En este trabajo se estudia la síntesis de nanopartículas de lignina de origen iónico y su empleo en la obtención de mezclas con POE. Específicamente, se evalúa la influencia de nanopartículas en la cinética de cristalización del POE.Item Encapsulación de bacterias lácticas para la obtención de ácido láctico por fermentación de lactosuero(edUTecNe, 2022-11) Ruiz Miraglio, Sofía; Boriglio, Rocío; Belmonte, Luciana Micaela; Chiappero, Paola Guadalupe; Garnero, Paula Carolina; Nicolau, Verónica V.La explotacion de los desechos industriales se aprecia tanto por el cuidado del medioambiente como por el ahorro economico. El acido lactico (AL) es un quimico versatil y de alto valor con un creciente interes mundial como precursor del poli(acido lactico) (PLA). En este sentido, el lactosuero resulta atractivo para producir AL. El objetivo de este trabajo es obtener AL por fermentacion de lactosuero empleando una cepa de la especie Lactobacillus delbrueckii subesp. bulgaricus inmovilizada en una matriz polimerica que permita su separacion y reutilizacion al final de la fermentacion. La encapsulacion de bacterias en alginato de sodio presenta diversas ventajas como mayor densidad celular, velocidad de reaccion y productividad volumetrica. En este trabajo se evaluo el rendimiento de la fermentacion discontinua de lactosuero por bacterias de la especie Lactobacillus delbrueckii subesp. bulgaricus encapsuladas en una matriz de alginato de sodio en comparacion a celulas libres. Se determino la eficiencia de la encapsulacion por determinacion de lactosa y mediante la medicion del numero de celulas viables encapsuladas empleando la tecnica de dilucion seriada y siembra en produndida en placa. El rendimiento de la fermentacion fue de 40.20% en el sistema de celulas viables y 21.13% en el sistema de celulas encapsuladas, y la productividad volumetrica fue de 0.17 gL-1h-1 y 0.10 gL-1h-1, respectivamente. El empleo de lactosuero, subproductos mas abudante de las industrias lacteas, permitira disminuir los grandes volumenes desechados y los consecuentes problemas de contaminacion para generar un producto de alto valor agregado que no se produce en nuestro pais.