Production of scaffolds using chitosan extracted from crustaceans

El quitosano está presente en el caparazón de los crustáceos, y desde hace algún tiempo ha sido utilizado en el campo de la medicina y la ingeniería de tejidos para la fabricación de matrices de crecimiento celular. En este estudio se extrajo quitosano de caparazón de crustáceos y se propuso un método sencillo para fabricar matrices con microestructura controlada. Las matrices fueron preparadas por congelación y liofilización de soluciones de quitosano y luego fueron caracterizadas por microscopía electrónica de barrido. La difracción de rayos X del quitosano extraído mostró un espectro acorde con una fuente comercial del material, evidenciando la efectividad del protocolo de extracción. La microscopía mostró poros ovalados y circulares distribuidos en todo el volumen de las muestras, con diámetros de poros entre 100 μm y 150 μm. Lo anterior demuestra que el método de producción propuesto proporciona un punto de partida para la fabricación de matrices de crecimiento celular.Chitosan is present in crustacean shells and it has been used in the fields of medicine and tissue engineering for the construction of scaffolds that support cell growth. In this study, chitosan was extracted from crustacean shells and processed into scaffolds with controlled microstructure using a simple processing method presented herein. The scaffolds were prepared by freezing and lyophilization of chitosan solutions and were characterized by scanning electron microscopy. The results showed a chitosan with an X-ray diffraction spectrum similar to that of a commercial chitosan, thus demonstrating the effectiveness of the extraction protocol. Microscopy showed oval and circular pores distributed on the bulk sample, with pore diameters between 100 μm and 150 μm. This shows that the proposed fabrication method provides a starting point for the construction of porous scaffolds that may support cell growth

Comparación de las Propiedades Físico-Químicas y Biológicas del Quitosano Obtenido a Partir del Hongo “Aspergillus niger” Frente al Obtenido a Partir de Crustáceos, en el Efecto Cicatrizante de Tejido Epitelial

Aproximadamente un 30% del peso de los crustáceos es utilizado como alimento y el 70% restante es utilizado para obtener biopolímeros muy importantes a nivel mundial, como es el caso de la quitina y su derivado quitosano, ya que con éste se nos permite obtener un producto natural con propiedades terapéuticas ya que el quitosano posee ciertas propiedades (biocompatibilidad, biodegradabilidad y toxicidad) y ciertas características (humectantes y antibactericidas) que lo hacen muy útil para el tratamiento de lesiones en la piel, lo cual ayuda en el proceso de cicatrización de heridas. Considerando de esta forma a los crustáceos como la fuente principal de este importante biopolímero, sin embargo la obtención del quitosano está limitada a la temporada de extracción. Por esta razón, se propuso buscar una fuente de obtención alterna a partir de la pared celular del hongo Aspergillus niger y de esta forma comparar las propiedades físico químicas y propiedades biológicas, evaluando el efecto cicatrizante en el tejido epitelial de ratón. Para realizar la extracción de quitosano a partir de Aspergillus niger, se le hizo crecer y multiplicar las esporas, se identificó macro y microscópicamente al hongo y luego se extrajo el quitosano de las paredes celulares del hongo obtenido. Se separó a la quitina de diferentes proteínas, sales inorgánicas y pigmentos por métodos de desproteinización, desmineralización y desacetilación. Una vez obtenido el quitosano se llevó a cabo la caracterización físico-química determinando el grado de desacetilación utilizando el método potenciométrico (quitosano fúngico: 92,18%, quitosano extraído a partir de crustáceos:79,83%) , se obtuvo el porcentaje de proteína mediante el método de Kjeldah (quitosano fúngico: 41,12%, quitosano extraído a partir de crustáceos: 40,06%), se halló la viscosidad y peso molecular por el método viscosimétrico (quitosano fúngico: 3,88x106 gr/mol, quitosano extraído a partir de crustáceos: 3,77x106gr/mol, a su vez se realizó la medición del porcentaje de ceniza (quitosano fúngico:0,83%, quitosano extraído a partir de crustáceos:2,92%) humedad (quitosano fúngico: 10,19%, quitosano extraído a partir de crustáceos: 8,31%) y materia insoluble (quitosano fúngico: 1,34%, quitosano extraído a partir de crustáceos: 2,58%), estos últimos parámetros fueron hallados para determinar el grado de purificación del quitosano obtenido. Posteriormente se evaluó el poder cicatrizante, generando ungüentos y comparándolas con cremas de uso comercial. Los resultados obtenidos nos demuestran que el quitosano obtenido a partir del Aspergillus niger bajo la forma de ungüento presenta un mayor efecto cicatrizante a una concentración de 0,5%, en comparación al ungüento hecho a base de quitosano extraído de crustáceos y que las cremas comerciales. A su vez, tiene un mejor rendimiento y mejores características físico-químicas. Palabras claves: Extracción, quitosano, A. niger, crustáceos, características, cicatrizante.  Tesi

Extracción y caracterización de quitosano a partir de exoesqueletos de camarón blanco

El quitosano es un biopolímero natural, que se extrae principalmente a partir de exoesqueletos de crustáceos, posee gran variedad de propiedades que lo hacen especialmente atractivo para su uso en el sector médico. En este estudio se presenta la extracción de quitosano a partir de exoesqueletos de camarón blanco (Litopenaus vanammei), por el método químico el cual consiste en varios tratamientos ácido-base con el fin de eliminar proteínas y minerales presentes en su estructura. Una vez obtenido se caracteriza mediante técnicas como Difracción de Rayos X, Análisis Termogravimétrico, y Espectrofotometría de infrarrojo para confirmar su obtención. Mayores detalles serán discutidos durante la presentación del trabajo.Chitosan is a natural biopolymer that is mainly extracted from exoskeletons of crustaceans. It has many different applications that make it particularly attractive for use in medical field. The extraction of chitosan from exoskeletons of white shrimp (Litopenaus Vanammei) by chemical treatment is presented in this study. The characterization by X-Ray Difraction, Thermogravimetric Analysis and Infrared spectroscopy was realized. Major details of the process and results will be discussed during the presentation of this study

Remoción de cromo hexavalente utilizando quitosano reticulado, obtenido a partir de residuos de crustáceos

Se obtuvieron micropartículas de quitosano (MQS) a partir del quitosano (QS) extraído de exoesqueletos de langostinos desechados por la industria de crustáceos de la ciudad de Puerto Madryn (Chubut). Previamente el quitosano se caracterizó determinando el grado de desacetilación por valoración potenciométrica y por espectroscopia infrarroja (FTIR); su peso molecular (Mv) se obtuvo mediante mediciones de viscosidad intrínseca. Las micropartículas de quitosano fueron sintetizadas por gelificación iónica del quitosano con tripolifosfato de sodio (TPP) y caracterizadas según su tamaño y distribución. El grado de desacetilación del quitosano fue de 90,2% y el Mv fue de 2x10⁵Da. Las micropartículas de quitosano reticuladas con TPP resultaron de un diámetro medio de 101nm para una relación QS-TPP de 1,25g/L-1,5g/L. Se estudió la eficacia del quitosano y las micropartículas reticuladas en la remoción de cromo hexavalente Cr(VI) en soluciones acuosas a diferentes pH, tiempos de contacto y concentraciones de Cr(VI). Se determinaron las isotermas de equilibrio y las cinéticas de adsorción. La isoterma de equilibrio de Langmuir y la cinética de adsorción de pseudo segundo orden, fueron las que mejores se ajustaron a los datos experimentales. Las MQS fueron más estables y eficaces a pH < 3 debido al proceso de reticulación.Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de AlimentosFacultad de Ingenierí

Aprovechamiento de las cabezas de langostino para la obtención de quitosano y su aplicación en cremas y geles cicatrizantes”. Tumbes-Perú

Aborda el aprovechamiento de las cabezas de langostino, que son desechadas en las costas de Tumbes por las empresas importadoras, afectando severamente al medio ambiente. Estos desechos contienen en importante cantidad, un polímero natural llamado quitosano que, por sus propiedades, es de amplia utilización en la industria química, farmacéutica, médica y agropecuaria en general, aunque en este caso específico, dentro de esas propiedades, el estudio se dirige a las propiedades cicatrizantes, obtenido de la desacetilación de la quitina por un proceso de desproteinización, desmineralización y desacetilación. Como investigación aplicada, comenzó con el análisis de las cabezas del crustáceo desechado enfatizando en sus propiedades y en la obtención de quitosano, elaborando en el terreno experimental diferentes productos como cremas y geles a partir de ellas también se evaluaron en el laboratorio ciertas propiedades del producto como la cicatrizante, en comparación con otra formulación comercial; y con ello se cumplen varias funciones: la ecológica, en función de limpiar el ambiente al eliminar la acumulación de desechos, la económica, al reducir notablemente las importaciones y crear nuevos empleos, y el importante aporte a mejorar la salud de la población. Al respecto, sólo poniendo un ejemplo: la crema con adición de 0,5% de quitosano cumple la misma función cicatrizante, a la del producto comercial con el cual se comparó, por otro lado, para que el gel tenga los mismos efectos cicatrizantes necesita 1.0% de quitosano. En ese sentido, el rendimiento de obtención de quitosano desde los desechos de langostino fue de 13%; por lo tanto, se requieren 7 kilos aproximadamente de desechos de cabezas de langostino para la obtención de 1 kilo de quitosano, siendo un índice de buen rendimiento

Degradación bacteriana del exoesqueleto de langostino (Litopenaeus vannamei) para la obtención de quitina

En la actualidad los residuos de crustáceos principalmente en langostino son los responsables de un problema ambiental no resuelto en su totalidad. Por ello, se buscan alternativas para mitigar estos impactos ambientales que se están dando y cada día es más preocupante. Se ha demostrado que por el método químico se puede obtener quitina, teniendo como materia prima los desechos de langostino, sin embargo, genera desechos tóxicos perjudiciales para el ambiente y la salud de la población. Es por ello, en la presente investigación se propuso ver la factibilidad de obtener quitina, utilizando bacterias proteolíticas, lipolíticas y amilolíticas Pseudomona geniculata (3DQ) y Stenotrophomonas maltophilia (RDQ) las cuales realizaran degradación por fermentación discontinua del residuo de langostino ya que es considerado no agresivo para el medio ambiente. Se realizó la degradación discontinua del residuo usando medio basal, con 10% de residuos seco de langostino, y 5% de inóculo, que contendrá un microorganismo distinto. Se incubó a 32°C sobre un rotador orbital a 150 rpm por 14 días. Durante la etapa de fermentación del residuo se realizó mediciones de quitooligómeros de manera alternada y medición de pH diarias. El residuo obtenido fue analizado mediante Espectrometría infrarroja (FT-IR) y Difracción de rayos X. Se observó un incremento en el pH y el contenido de quitooligómeros, evidenciado así el crecimiento bacteriano y la degradación del residuo. En el análisis de grupos funcionales se observó picos en la en las bandas 1654 cm-1 y 1069 cm-1 se muestran bandas que son relacionadas a las vibraciones de las amidas I, II y III, además en el análisis de difracción de rayos x, se observaron picos cristalinos aproximadamente a 2θ = 9o, 19o y 20° que son propios de los biopolímeros quitina. Se concluye que se observan datos favorables para la obtención de quitina, sin embargo, no se ha llegado a consolidar del todo, por ello se recomienda realizar el tratamiento por un periodo de tiempo mayor

DISMINUCION DE LA CONCENTRACION DEL BORO DEL AGUA MEDIANTE EL PROCESO DE ADSORCION A NIVEL DE LABORATORIO, SJL-2018

El presente trabajo tuvo como objetivo principal, reducir la concentración de boro en agua, para la mejora de calidad del agua utilizando el quitosano. Para ello se ejecutó un estudio experimental a nivel laboratorio, preparando 21 muestras de agua de 750 ml cada uno, con una concentración inicial de boro (B) 20 mg/l, el cual se encuentra constatado que supera los estándares de calidad ambiental (ECA). Seguido a ello se desarrolló el tratamiento ajustando el pH en medio ácido y medio básico, cantidad de quitosano e induciendo aire por método de burbujeo en forma constante. Una vez finalizado el proceso, los resultados demostraron que ha 2.50 gr. de quitosano y ajustado el pH 4 con flujo constante de 6 L/min (se utilizaron dos bombas de aire c/u con 3 L/min), se reduce la mayor concentración de Boro siendo el resultado 11.47 mg/l; a diferencia en otro proceso similar pero con diferentes concentraciones, el boro se redujo de 21.34 mg/L a 11.47 mg/L. para análisis de los resultados se utilizó el método de diseño factorial 2k, la cual se utiliza para (optimizar los parámetros de modo que se pueda obtener las condiciones óptimas de la eliminación del boro en agua)

Encapsulación de Trichoderma asperellum en partículas biopoliméricas con quitosanos de diferentes pesos moleculares para el control biológico de Moniliophthora roreri

In the present work, the antagonistic and mycoparasitic activities in vitro of Trichoderma asperellum encapsulated in biopolymeric particles of sodium alginate with chitosans of different molecular weights were evaluated as a new alternative for the biological control of the phytopathogenic fungus Moniliophthora roreri responsable for the disease Monialisis in the cocoa plants in Ecuador...En la presente investigación se evaluó las actividades antagonistas y micoparasitarias in vitro, de Trichoderma asperellum encapsulado en partículas biopoliméricas de alginato de sodio con quitosanos de diferentes pesos moleculares, como una nueva alternativa para el control biológico del hongo fitopatógeno Moniliophthora roreri que causa la enfermedad Monialisis en las plantas de cacao en el Ecuador..

Obtención de quitosano por medio de escamas de pescado para tratamiento de agua potable

In this work, the coagulant properties of chitosan were investigated, finding that it is a linear cationic polymer, biodegradable, with excellent characteristics as a coagulant, due to the presence of amino groups in its structure that confer the ability to reduce the presence of colloids in water. Thus, the objective of the present work was to prepare a natural coagulant from chitosan, originating from fish scales of the Mojarra Lora (Oreochromis niloticus), by the homogeneous chemical method. First, the chitin was separated from the scales, through depigmentation, deproteinization, demineralization and deacetylation processes (obtaining chitosan); Which had a yield in the process of 78%, 78.20%, 88.752% and 30% respectively. To verify the efficiency of the procedure, the structure of the chitosan obtained was characterized, where a degree of DD (76.87%), proteins (<2.45%) and ashes (40.52%) were obtained by potentiometric titration. Said results obtained are theoretically compared with different types of coagulants, both of commercial origin, and obtained experimentally, by other authors; In both cases, the chitosan obtained from Mojarra Lora (Oreochromis niloticus), has shown favorable results in the different processes that have been compared. By applying the chitosan obtained, as a coagulant to the water treatment, different jar tests were developed to obtain the optimal dose of coagulant (300mg / l) and the flocculation time (30 min). These variables were subjected to an ANOVA statistical analysis, which indicates that the coagulant dose and flocculation time do significantly affect (p-value <0.05) on the removal of turbidity from the water; Thus, obtaining a decrease in turbidity of 76.30%, so it can be inferred that the coagulant performance and the parameters to be determined were optimal. However, when comparing the values obtained for turbidity and final color, with the maximum permissible limits of resolution 2115 of 2007 regulation of water quality for human consumption, the average turbidity obtained was 79.1 NTU and 370 UPC for color, exceeding the permissible limits. Because the coagulant is not totally removing the impurities present in the water sample from the Magdalena River to be studied; It is recommended before using the coagulant, to carry out a sweep to eliminate impurities, in addition to improving the deacetylation stage, to obtain a purer chitosan (higher degree of DD) and thus be able to obtain a better performance of the coagulant and therefore a yield greater in the removal of turbidity and color.En este trabajo, se investigó sobre las propiedades coagulantes del quitosano, encontrándose que es un polímero catiónico lineal, biodegradable, con excelentes características como coagulante, debido a la presencia de los grupos aminos en su estructura que confieren la capacidad para disminuir la presencia de coloides en el agua. De este modo, el objetivo del presente trabajo fue preparar un coagulante natural a partir de quitosano, originario de escamas de pescado de la Mojarra Lora (Oreochromis niloticus), por el método químico homogéneo. Primeramente, se separó la quitina de las escamas, mediante los procesos de despigmentación, desproteinizacion, desmineralización y des acetilación (obtención de quitosano); Los cuales tuvieron un rendimiento en el proceso de 78%, 78.20%, 88.752 % y 30% respectivamente. Para comprobar la eficiencia del procedimiento se caracterizó la estructura del quitosano obtenido, donde se obtuvo por titulación potencio métrica un grado de DD (76,87%), proteínas (<2.45%) y cenizas (40.52%). Dichos resultados obtenidos se encuentran comparados teóricamente con diferentes tipos de coagulantes, tanto de origen comercial, como obtenidos de manera experimental, por otros autores; En ambos casos el quitosano obtenido a partir de Mojarra Lora (Oreochromis niloticus), ha mostrado resultados favorables en los diferentes procesos que se han comparados. Al aplicar el quitosano obtenido, como coagulante al tratamiento de agua, se desarrollaron diferentes pruebas de jarras para obtener la dosis optima de coagulante (300mg/l) y el tiempo de floculación (30 min). Estas variables se sometieron a un análisis estadístico ANOVA, el cual indica que la dosis de coagulante y tiempo de floculación, si afectan significativamente (p-valor < 0.05) sobre la remoción de la turbiedad del agua; Obteniendo así una disminución de la turbiedad del 76.30%, por lo que se puede inferir que la realización del coagulante y los parámetros a determinar fueron óptimos. Sin embargo, al comparar los valores obtenidos de turbiedad y color final, con los límites máximos permisibles de la resolución 2115 del 2007 normatividad de calidad de agua para consumo humano, la turbiedad promedio que se obtuvo fue 79.1 NTU y 370 UPC para color, sobrepasan los límites permisibles. Debido a que el coagulante no está removiendo totalmente las impurezas presentes en la muestra de agua del rio magdalena a estudiar; se recomienda antes de utilizar el coagulante, realizar un barrido para eliminar las impurezas, además de mejorar la etapa de des acetilación, para obtener un quitosano más puro (mayor grado de DD) y así poder obtener un mejor rendimiento del coagulante y por ende un rendimiento mayor en la remoción de turbiedad y color

Andamiajes tridimensionales tipo esponjas basados en bioconjugados colágeno-quitosano como potencial biomaterial para aplicaciones en ingeniería de tejidos = Three-dimensional scaffolds Sponges type based in bioconjugates collagen-chitosan as a potential biomaterial for tissue engineering applications

Nuestro trabajo utiliza quitosano aislado de líneas de desecho de la producción de camarón nativas y colágeno aislado de desechos de la piel de tilapia de cultivo; con estos biopolímeros se sintetizaron materiales compuestos a partir de la mezcla de quitosano y colágeno (80:20 v/v). Los compositos de colágeno-quitosano fueron formulados como andamiajes en 3D similares a una esponja, aplicando tecnologías previamente desarrolladas en nuestro grupo de investigación basadas en evaporación de solvente mediante liofilización. Los andamiajes de colágeno-quitosano fueron caracterizados de acuerdo con sus propiedades térmicas (análisis termogravimétrico) y morfología (microscopía de barrido electrónico). Finalmente, se estudió el efecto de la adición de un agente porógeno en las propiedades de absorción de agua y la morfología de los andamiajes tridimensionales