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DESARROLLAN EN LA UNAM RECUBRIMIENTO BIOCOMPATIBLE PARA PRÓTESIS DE BAJO COSTO

 
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recubrimientobiologico28 de julio de 2014

Un equipo científico encabezado por Sandra Rodil, del Instituto de Investigaciones en Materiales (IIM) de la UNAM, desarrolla un recubrimiento para implantes metálicos que mejore las propiedades de interacción a nivel celular, promueva el crecimiento del hueso, inhiba la adhesión de bacterias y sea de bajo costo.

Luego de pruebas con diversos materiales, los mejores resultados se han obtenido del óxido de titanio, el más resistente a la corrosión y el más conveniente para interactuar con un medio biológico, explicó la secretaria Técnica de Formación de Recursos Humanos del IIM.

La científica señaló que casi todos los implantes para sustituir hueso requieren ser de metal, porque tiene las propiedades mecánicas más adecuadas. No obstante, los que poseen una respuesta de biocompatibilidad y que, por lo tanto, son de uso médico, son sólo tres: las aleaciones de titanio, el cobalto-cromo y el acero inoxidable.

A escala mundial ha ganado terreno el titanio, aunque México no es un productor del metal y ni siquiera de los implantes, por lo que son extremadamente caros. Para obtenerlos, “dependemos de la importación”.

Ante ese panorama “la idea es buscar una alternativa, un metal o sustrato como el acero inoxidable, que sí se produce en el país, para fabricar los implantes y luego colocarles un recubrimiento, una especie de ‘pintura especial’ que les brinde las mejores propiedades de biocompatibilidad y resistencia a la corrosión, y con el que las células interaccionen bien y permita su funcionamiento idóneo”.

Hemos estudiado diferentes óxidos metálicos, como los de circonio, tantalio y niobio. “Analizamos desde la resistencia a la corrosión que proveen, hasta la interacción con células, bacterias e, incluso, con proteínas”, resaltó la universitaria.

Esto porque al colocar un implante el primer fenómeno que se presenta es una adsorción de proteínas en su superficie. Luego interaccionan las células y las bacterias, aunque aquí se pretende que las primeras sean las que empiecen a poblar la superficie de la prótesis y produzcan hueso nuevo para consolidar la unión.

Al respecto, Rodil indicó que también estudian el proceso por el cual las células se diferencian hasta convertirse en un osteoblasto. “Las mesenquimales son las que pueden diferenciarse a otros fenotipos, una especie de ‘célula madre’ en donde ella, en interacción con el medio, decide hacia qué tipo cambiar. Queremos que produzca hueso”.

Los resultados de esta investigación básica han mostrado que el óxido de titanio es el más atractivo, el que tiene una mejor respuesta. Por ello, los esfuerzos universitarios se enfocan a mejorarlo, hasta lograr que una pieza de acero inoxidable recubierta con aquel sea igual que una de titanio, pero más económica.
Entonces, ese metal no resulta tan caro, porque las capas son muy delgadas –máximo 100 nanómetros de espesor– y no requieren ni el 10 por ciento de lo que necesitaría una pieza sólida, abundó la experta.

Su obtención se realiza con la ayuda de una síntesis con métodos asistidos por plasma: mediante un bombardeo con iones, se arrancan átomos de titanio de un material puro y se recolectan como una película sobre el sustrato.

El proceso se llama evaporación física asistida por plasmas. Es como un juego de billar en el que el ion es la bola blanca que impacta sobre un sólido, que sería el material puro de titanio, y le arranca átomos que se depositan, uno a uno, sobre el acero inoxidable. “En el camino pongo un plasma de argón y de oxígeno, para que reaccione con el titanio que llega y forme la capa de óxido de este metal”.

Rodil y su equipo han descubierto, además, que desde el punto de vista biológico resulta mejor un óxido de titanio amorfo, es decir, desordenado en su arreglo atómico. Eso tendría impacto en una producción industrial, porque un arreglo cristalino, ordenado, requiere calentar la muestra antes de hacer el depósito y, por lo tanto, una inversión mayor.

“Hemos encontrado que el amorfo promueve más el proceso de diferenciación celular; eso es algo novedoso, no había estudios específicos al respecto”, refirió.

Aunque aún no hay una explicación para este fenómeno, parece ser que la topografía que forman los átomos en cada caso es muy diferente; la del desordenado es suavizada y redondeada, la del cristalino, en picos. Las células, que miden unas cuantas micras, “ven” esa diferencia y parecen estar más “cómodas” en una base redondeada.

Los retos en este proyecto, donde también colaboran especialistas de la Facultad de Odontología de la UNAM y de la Virginia Commonwealth University, Estados Unidos, son muchos y complejos: mejorar la adhesión del recubrimiento al sustrato, su composición química hasta lograr la adsorción de proteínas y maximizar que se peguen las células.

También, minimizar que se adhieran las bacterias, como las miles que habitan en la cavidad bucal y que “atacan” a los implantes dentales, lo cual se podría lograr al agregar en el depósito nanopartículas de plata –metal que tiene propiedades antibacterianas que quizá ayuden–, pero sin modificar la respuesta de las células.

Luego, esta investigación (financiada por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología y el Programa de Apoyo a Proyectos de Investigación e Innovación Tecnológica de la UNAM) deberá tener una aplicación real: pruebas de implantes colocados en animales para determinar su funcionamiento a tiempos más largos, finalizó Sandra Rodil.

Créditos: UNAM-DGCS-431-2014

Cafetos serán resistentes a la broca.

 
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8 de Enero del 2013
Después de evaluar diferentes extractos vegetales en ensayos in vivo e in vitro, especialistas avanzan en la obtención de plantas de café resistentes a la broca.
El secreto está en Lupinus bogotensis, una planta que tiene un proteína que bloquea las enzimas digestivas del insecto y lo mata.
Por décadas, la broca (Hypothenemus hampei) ha sido uno de los principales enemigos de los cafetales en el mundo. En los años noventa, este coleóptero, de la familia de los escarabajos, llevó a la quiebra a miles de cultivadores colombianos. Se estima que en Antioquia, durante esa década, se vieron afectadas unas 115 mil hectáreas.
En el año 2006, en el país persistían unas 800 mil hectáreas con la plaga, en detrimento del patrimonio de casi medio millón de familias cafeteras, según datos del Centro Nacional de Investigación de Café (Cenicafé). En el año 2010, la infestación bajó a casi el 15% de los cafetales del país y, en el 2011 llegó a sus niveles más reducidos (0,7%), según lo que reportó, en su momento, la Federación Nacional de Cafeteros (FNC).
No obstante estos logros, los científicos siguen buscando alternativas de control para evitar, a toda costa, que este flagelo vuelva a emerger. Así, con el apoyo financiero del Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural, Diana María Molina Vinasco, doctora en Ciencias del Departamento de Química de la Universidad Nacional de Colombia en Bogotá, es una de las investigadoras que trabaja en Cenicafé para garantizar la producción cafetera nacional, que para el periodo junio de 2011 – mayo de 2012 alcanzó los 7.113.000 sacos, de 60 kg cada uno.
Alternativa ecológica
El trabajo de la experta consistió en evaluar en tubos de ensayo (in vitro) extractos de semillas de varias especies vegetales, a fin de identificar proteínas que, al entrar en el organismo del pequeño insecto, lo mataran. Las plantas estudiadas fueron Lupinus bogotensis, Brachiaria humidicola, Amaranthus hypochondriacus, Phaseolus acutifolius, Phaseolus coccineus, Hyptis suaveolens, Centrosema pubescens y Trifolium.
Adicionalmente, analizó las enzimas digestivas del escarabajo para determinar cuáles eran las más vulnerables al entrar en contacto con los extractos vegetales. En otras palabras, quería descubrir el talón de Aquiles de la dañina plaga.
La experta explica que actualmente el objetivo es incorporar esas proteínas a la planta de café a través de ingeniería genética, tecnología que permite transferir ADN de un organismo a otro.
“En pruebas in vivo alimentamos larvas de broca con la proteína de Lupinus bogotensis que tienen mayor actividad inhibidora. La sustancia se une a las aspártico proteasas (las enzimas digestivas del animal) e impide que el intestino digiera la proteína que consume del grano de café. Obtuvimos una mortalidad de entre el 50% y el 80%, según la concentración aplicada”, asegura la investigadora de la UN.
El insecto se caracteriza por alimentarse y crecer en la semilla del fruto (endospermo), en donde se concentran los nutrientes que el embrión utiliza en el momento de la germinación. Así, daña este depósito de alimento del grano y echa a perder la producción de café. Pero, si a la estructura genética del cafeto se le incorporan las proteínas inhibidoras de L. bogotensis, el animal muere.
Asimismo, la científica encontró que las proteínas del extracto tienen la capacidad de retardar el crecimiento y desarrollo de este coleóptero, lo que resulta una alternativa para la obtención de plantas de café resistentes.
Una plaga costosa
Según la FNC, el café representa el 12,4% del producto interno bruto agropecuario del país y es el cultivo más importante en setenta países del mundo. Sin embargo, la broca ha causado por décadas pérdidas millonarias, que exigen soluciones ambientales de bajo costo y de manera inmediata.
Asimismo, el control se ha efectuado a través de insecticidas, que no solo causan daños ambientales, sino que, además, incrementan la resistencia del escarabajo. Esto causa una profunda preocupación en el sector caficultor del país.
Para Luis Alirio Ríos Marulanda, caficultor antioqueño que perdió sus cultivos por culpa de esta plaga hace tres años, resulta alentador encontrar una alternativa diferente, pues en la actualidad solo la recolección continua garantiza su control y la productividad de los cultivos de café.
“Al recuperar mis cultivos, comencé a hacer recolección cada quince días, y así logramos controlar la broca hasta en un 80%. Pero los ingenieros agropecuarios siempre nos insisten en el cuidado que hay que tener, por lo que nos recomiendan no usar muchos insecticidas”, afirma.
Por esta razón, Molina y su equipo siguen trabajando en la implementación de estrategias naturales, con diferentes proteínas vegetales con un alto potencial para el control. Ahora cuentan con una nueva opción, en la que la genética es la mejor aliada.
La experta indica que esta es la primera investigación en la que se identificó un inhibidor de L. bogotensis que bloquea la actividad de las aspártico proteasas de la broca, mediante la transferencia del gen que codifica esta proteína a la planta del café. Y precisa que hasta el momento no se conocían estudios de este tipo.
“Ahora tenemos la secuencia completa del gen que codifica esa proteína y comprobamos que, tanto in vitro como en bioensayos, su actividad fue eficiente para el control del coleóptero”, concluye Molina.
Este trabajo complementa estudios anteriores y contribuye al conocimiento de las enzimas digestivas de la broca. Se espera que pronto se puedan emplear estos inhibidores en la obtención de variedades de café resistentes a la broca.
Crédito: http://www.agenciadenoticias.unal.edu.co/inicio.html
El control se ha efectuado a través de insecticidas, que no solo causan daños ambientales, sino que, además, incrementan la resistencia del escarabajo.

El control se ha efectuado a través de insecticidas, que no solo causan daños ambientales, sino que, además, incrementan la resistencia del escarabajo.

8 de Enero del 2013

Después de evaluar diferentes extractos vegetales en ensayos in vivo e in vitro, especialistas avanzan en la obtención de plantas de café resistentes a la broca.

El secreto está en Lupinus bogotensis, una planta que tiene un proteína que bloquea las enzimas digestivas del insecto y lo mata.

Por décadas, la broca (Hypothenemus hampei) ha sido uno de los principales enemigos de los cafetales en el mundo. En los años noventa, este coleóptero, de la familia de los escarabajos, llevó a la quiebra a miles de cultivadores colombianos. Se estima que en Antioquia, durante esa década, se vieron afectadas unas 115 mil hectáreas.

En el año 2006, en el país persistían unas 800 mil hectáreas con la plaga, en detrimento del patrimonio de casi medio millón de familias cafeteras, según datos del Centro Nacional de Investigación de Café (Cenicafé). En el año 2010, la infestación bajó a casi el 15% de los cafetales del país y, en el 2011 llegó a sus niveles más reducidos (0,7%), según lo que reportó, en su momento, la Federación Nacional de Cafeteros (FNC).

No obstante estos logros, los científicos siguen buscando alternativas de control para evitar, a toda costa, que este flagelo vuelva a emerger. Así, con el apoyo financiero del Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural, Diana María Molina Vinasco, doctora en Ciencias del Departamento de Química de la Universidad Nacional de Colombia en Bogotá, es una de las investigadoras que trabaja en Cenicafé para garantizar la producción cafetera nacional, que para el periodo junio de 2011 – mayo de 2012 alcanzó los 7.113.000 sacos, de 60 kg cada uno.


Alternativa ecológica

El trabajo de la experta consistió en evaluar en tubos de ensayo (in vitro) extractos de semillas de varias especies vegetales, a fin de identificar proteínas que, al entrar en el organismo del pequeño insecto, lo mataran. Las plantas estudiadas fueron Lupinus bogotensis, Brachiaria humidicola, Amaranthus hypochondriacus, Phaseolus acutifolius, Phaseolus coccineus, Hyptis suaveolens, Centrosema pubescens y Trifolium.

Adicionalmente, analizó las enzimas digestivas del escarabajo para determinar cuáles eran las más vulnerables al entrar en contacto con los extractos vegetales. En otras palabras, quería descubrir el talón de Aquiles de la dañina plaga.

La experta explica que actualmente el objetivo es incorporar esas proteínas a la planta de café a través de ingeniería genética, tecnología que permite transferir ADN de un organismo a otro.

“En pruebas in vivo alimentamos larvas de broca con la proteína de Lupinus bogotensis que tienen mayor actividad inhibidora. La sustancia se une a las aspártico proteasas (las enzimas digestivas del animal) e impide que el intestino digiera la proteína que consume del grano de café. Obtuvimos una mortalidad de entre el 50% y el 80%, según la concentración aplicada”, asegura la investigadora de la UN.

El insecto se caracteriza por alimentarse y crecer en la semilla del fruto (endospermo), en donde se concentran los nutrientes que el embrión utiliza en el momento de la germinación. Así, daña este depósito de alimento del grano y echa a perder la producción de café. Pero, si a la estructura genética del cafeto se le incorporan las proteínas inhibidoras de L. bogotensis, el animal muere.

Asimismo, la científica encontró que las proteínas del extracto tienen la capacidad de retardar el crecimiento y desarrollo de este coleóptero, lo que resulta una alternativa para la obtención de plantas de café resistentes.


Una plaga costosa

Según la FNC, el café representa el 12,4% del producto interno bruto agropecuario del país y es el cultivo más importante en setenta países del mundo. Sin embargo, la broca ha causado por décadas pérdidas millonarias, que exigen soluciones ambientales de bajo costo y de manera inmediata.

Asimismo, el control se ha efectuado a través de insecticidas, que no solo causan daños ambientales, sino que, además, incrementan la resistencia del escarabajo. Esto causa una profunda preocupación en el sector caficultor del país.

Para Luis Alirio Ríos Marulanda, caficultor antioqueño que perdió sus cultivos por culpa de esta plaga hace tres años, resulta alentador encontrar una alternativa diferente, pues en la actualidad solo la recolección continua garantiza su control y la productividad de los cultivos de café.

“Al recuperar mis cultivos, comencé a hacer recolección cada quince días, y así logramos controlar la broca hasta en un 80%. Pero los ingenieros agropecuarios siempre nos insisten en el cuidado que hay que tener, por lo que nos recomiendan no usar muchos insecticidas”, afirma.

Por esta razón, Molina y su equipo siguen trabajando en la implementación de estrategias naturales, con diferentes proteínas vegetales con un alto potencial para el control. Ahora cuentan con una nueva opción, en la que la genética es la mejor aliada.

La experta indica que esta es la primera investigación en la que se identificó un inhibidor de L. bogotensis que bloquea la actividad de las aspártico proteasas de la broca, mediante la transferencia del gen que codifica esta proteína a la planta del café. Y precisa que hasta el momento no se conocían estudios de este tipo.

“Ahora tenemos la secuencia completa del gen que codifica esa proteína y comprobamos que, tanto in vitro como en bioensayos, su actividad fue eficiente para el control del coleóptero”, concluye Molina.

Este trabajo complementa estudios anteriores y contribuye al conocimiento de las enzimas digestivas de la broca. Se espera que pronto se puedan emplear estos inhibidores en la obtención de variedades de café resistentes a la broca.

Crédito: http://www.agenciadenoticias.unal.edu.co/inicio.html

El bahareque: estético, económico y sostenible

 
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Reivindicar al bahareque como técnica constructiva es el objetivo del proyecto.
Reivindicar al bahareque como técnica constructiva es el objetivo del proyecto.

23 de Agosto de 2012

Reivindicar al bahareque como técnica constructiva, que se ha perdido y que es vista como símbolo de pobreza, es la tarea de dos estudiantes españoles que desarrollan su tesis en la UN en Manizales.

Sobre el bahareque recae un imaginario erróneo de pobreza y marginalidad, pues generalmente es utilizado en zonas de invasión. Y, en el momento de comprar una casa, se tiene la percepción de que, si es elaborada con este material, se trata de una construcción mala, fea y que va durar poco tiempo.

Cambiar esa visión y darle una nueva proyección a su uso, aprovechando los estudios que en la UN se han hecho sobre ese material, es el reto que atrajo hasta la ciudad a dos estudiantes de Arquitectura de la Universidad Politécnica de Cataluña en Barcelona.

El intercambio también fue posible gracias a la profesora de la UN Luz Estela Velázquez, que los motivó a profundizar en las ventajas constructivas y ecológicas que ofrece el bahareque.

“Con el proyecto Bio Villamaría, el cual pretende repetir el modelo que se ejecutó en Manizales hace veinte años, se busca favorecer a la población que está en las laderas y en la zona de riesgo en cercanías del río Chinchiná, para construir vivienda social desarrollada de manera sostenible”, indica Cristian Fuentes Aguilar, estudiante de la universidad española.

Los jóvenes españoles están enfocados en adaptar el bahareque a la época actual y en modernizarlo como material de construcción, toda vez que presenta resistencia a los movimientos sísmicos, es natural, propio de la región y su precio es un 35% más económico que otros materiales como el hormigón.

La razón del ahorro se da porque se encuentra en las montañas aledañas a la zona, no degrada el medioambiente ni lo deforesta por su rápido crecimiento. Adicionalmente, conserva la arquitectura tradicional de la región y respeta su historia cultural.

“El único problema es que falta el cambio social: hacer que se venda como una vivienda digna, que puede tener una concepción estética, un diseño muy agradable y a la que puede acceder toda la población”, afirma Julia Marcó Navarro, la otra estudiante española.

A largo plazo, el proyecto Bio Villa busca planificar el municipio de una manera sostenible, para que su desarrollo sea equilibrado tanto social como económicamente y ofrezca una vivienda digna a sus habitantes.

Créditos: agenciadenoticias.unal.edu.co