Production of Chitosan Micro and Nanospheres for the Formulation of Antibacterial Food Packaging Materials

L'emballage alimentaire actif est un sujet de recherche en cours. La fabrication de nouveaux matériaux d'emballage pour améliorer la sécurité alimentaire et la préservation des aliments est un sujet d'intérêt continu. Le chitosane est un polysaccharide d’origine marine, non toxique ayant un grand potentiel pour être utilisé comme biomatériau antimicrobien, compte tenu de son activité antibactérienne. En outre, le chitosane est utilisé comme un additif alimentaire et a d’ailleurs reçu le statut de «Generally Recognized As Safe» (GRAS) par la Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis. Par conséquent, le chitosane peut être considéré comme un candidat idéal dans des applications liées à l’industrie alimentaire. Le présent travail de recherche porte sur la production de nanosphères de chitosane pour la formulation de matériaux d’emballage alimentaire antibactériens. Le projet de recherche a été réalisé en trois étapes. La première étape traite de l'étude de l'influence de différents facteurs environnementaux, microbiens et caractéristiques du chitosane sur son activité antibactérienne, lorsqu'il est utilisé sous une forme solide discontinue, comme la poudre et les flocons. L'activité antimicrobienne a été évaluée contre une souche Gram-négatif (Escherichia coli) et deux souches Gram-positif (Listeria innocua et Staphylococcus aureus), qui sont généralement responsables de la détérioration des aliments. Les résultats ont montré que le chitosane nécessite une solubilisation partielle pour l'exercice de son activité antibactérienne. En outre, des conditions de température adéquates, la force ionique (salinité) et la présence d'un support physique solide peuvent favoriser l'effet antibactérien. La souche E. coli s’est révélée plus affectée par le chitosane, suivie de L. innocua et S. aureus. D'autre part, l'action antibactérienne a augmenté avec la concentration en chitosane jusqu'à un point critique au-dessus duquel cet effet a diminué. Cet effet pourrait être la conséquence des protéines restantes dans le chitosane et qui peuvent servir de nutriments pour les bactéries, limitant ainsi l'activité antibactérienne. Ces résultats sont prometteurs pour l'utilisation directe de la poudre et des flocons de chitosane en tant qu'agents antimicrobiens pour des applications dans l'emballage alimentaire. La deuxième étape a consisté en la production de micro et nanosphères de chitosane par électropulvérisation. Les effets des paramètres de solution et de procédé sur la morphologie, la collecte des particules et la stabilité du procédé ont été étudiés. La cartographie de la stabilité du procédé a été établie selon les nombres adimensionnels suivants: Reynolds (Re), Peclet électrique (Pe), Weber (We), Froude (Fr) et un paramètre de force électrostatique (Ω) qui relie les principales variables du procédé. La stabilité des solutions de chitosane par electropulvérisation nécessitait des valeurs relativement faibles pour les nombres Re, Fr et Ω, mais des valeurs relativement élevées pour les nombres Pe et We. Le procédé d'électropulvérisation constitue une nouvelle façon d'incorporer des nanosphères de chitosane dans les emballages alimentaires existants afin de leur fournir des propriétés antimicrobiennes et d'aider à prolonger la durée de conservation des produits alimentaires. La troisième étape étudie l'effet de la forme physique du chitosane, à savoir les solutions, les poudres et les nanosphères, ainsi que la taille des particules sur l’activité antibactérienne contre deux souches pathogènes, Staphylococcus aureus et Salmonella enterica serovar Typhimurium, des bactéries généralement associées à des infections d'origine alimentaire. Les nanosphères de chitosane ont présenté des performances antibactériennes supérieures à celles de la poudre de chitosane. Ceci a été expliqué par la petite taille et la plus grande surface de contact des nanosphères avec les parois cellulaires bactériennes. Les nanosphères ont également affiché une activité antibactérienne plus élevée que celle du chitosane en solution, ce qui peut être le résultat d'une charge superficielle plus élevée et d'une petite taille solide. Il est considéré que si le chitosane en solution interagit avec la paroi cellulaire, il restera sous forme libre dans le milieu plutôt que d’adhérer aux cellules de façon permanente. D'autre part, les souches de S. aureus étaient plus sensibles à l'action des nanosphères et étaient moins sensibles aux variations des conditions de pH et de température du milieu. Cette étude est d'une grande importance en ce qui concerne les nombreuses applications possibles des nanosphères de chitosane dans divers domaines dont l’emballage alimentaire et le biomédical. ---------- Active food packaging is an ongoing research topic. The fabrication of packaging materials to improve food safety and food preservation is a subject of continuous interest. Chitosan is a nontoxic polysaccharide that has great potential to be used as an antimicrobial biomaterial, given its antibacterial activity. Besides, chitosan is considered as “Generally recognized as safe” (GRAS) food additive by the US Food and Drug Administration (FDA), wherewith can be considered as candidate for food related applications. The current research work focuses on the production of chitosan nanospheres for the formulation of antibacterial food packaging materials. The research project was conducted in three phases. The first phase deals with the evaluation of different environmental, microbial and characteristics of chitosan on its antibacterial activity, when used in a discontinuous solid form, such as neat chitosan powder and flakes. The microbial activity was evaluated against one Gram-negative (Escherichia coli) and two Gram-positive strains (Listeria innocua and Staphylococcus aureus), which are commonly found in food spoilage. Results showed that chitosan requires a partial solubilisation for the exertion of the antibacterial activity. In addition, adequate temperature conditions, low ionic strength and the presence of a solid physical support may promote the antibacterial effect. E. coli strains were found to be more sensitive to chitosan, followed by L. innocua and S. aureus. On the other hand, antibacterial action increased with concentration up to a critical point above which this effect decreased. This effect may be due to remaining proteins in chitosan, which may serve as nutrients for the bacteria, limiting the antibacterial activity. These results are promising for the direct use of chitosan powder and flakes as antimicrobial agents for food packaging applications. The second phase consisted in the production of chitosan micro and nanospheres via electrospraying. Solution and processing parameters effects on the morphology, particle collection and processing stability were investigated. Mapping of the processing stability was established according to the following dimensionless numbers: Reynolds (Re), electric Peclet (Pe), Weber (We), Froude (Fr) and an electrostatic force parameter (Ω) which related the main variables of the process. The stability in the electrospraying of chitosan solutions required relatively low values for Re, Fr and Ω but relatively high values for Pe and We numbers. The electrospraying process may provide a novel way for incorporating chitosan nanospheres into existing food packaging to provide antimicrobial properties, and helping to extend the shelf-life of food products. The third phase investigated the effect of chitosan physical form and particle size, namely solution, powder and nanospheres on the antibacterial activity, against two pathogen strains, Staphylococcus aureus and Salmonella enterica serovar Typhimurium, commonly associated with foodborne infection. Chitosan nanospheres displayed superior antibacterial performance than chitosan powder, explained by their small size and the larger surface area of contact of nanospheres with bacteria cell wall. Nanospheres also displayed higher antibacterial activity than chitosan in solution, which may be the result of the higher surface charge and solid and small size. It is believed that even though chitosan in solution interacts with the cell wall, it will remain as a free form in the medium rather than adhering into cells permanently. On the other hand, S. aureus strains were more sensitive to the action of nanospheres and were less influenced by the pH and temperature conditions of the medium. Given the remarkable antibacterial activity observed for chitosan nanospheres, this study is of great importance with respect to the many possible applications, such as in food packaging and in the biomedical field

Antibacterial activity of neat chitosan powder and flakes

This study investigates the antibacterial activity of neat chitosan powder and flakes against three different bacterial species, Escherichia coli, Listeria innocua and Staphylococcus aureus, which are frequent causes of food spoilage. The effect of chitosan concentration and purity, as well as the influence of temperature, ionic strength (salt) and impact of a solid physical support in the medium are examined. Results show that the antibacterial activity of neat chitosan: (i) requires partial solubilisation; (ii) can be promoted by environmental factors such as adequate temperature range, ionic strength and the presence of a solid physical support that may facilitate the attachment of bacteria; (iii) depends on bacterial species, with a sensitivity order of E. coli > L. innocua > S. aureus; and (iv) increases with chitosan concentration, up to a critical point above which this effect decreases. The latter may be due to remaining proteins in chitosan acting as nutrients for bacteria therefore limiting its antibacterial activity. These results on the direct use of chitosan powder and flakes as potential antimicrobial agents for food protection at pH values lower than the chitosan pK(a) (6.2-6.7) are promising

ESTUDIO TÉCNICO-FINANCIERO PARA LA VIABILIDAD DE UN TRATAMIENTO DE FRACTURAMIENTO HIDRÁULICO EN CAMPO ESCUELA COLORADO

RESUMEN El objetivo del trabajo es presentar la evaluación de factibilidad de realizar un trabajo de fracturamiento hidráulico en pozos de Campo Colorado. Para tal fin se consideró que para que un tratamiento de fracturamiento sea exitoso se deben cumplir dos criterios: que la fractura sea técnicamente ejecutable y económicamente viable. Mediante un modelo de producción se seleccionaron los pozos que presentarían mayor potencial al disminuir el daño en cara de pozo. Posteriormente se realizó la evaluación técnica mediante la caracterización geomecánica de la formación la cual permitió establecer: presión de poro, propiedades mecánicas y esfuerzos. Se seleccionaron los intervalos a intervenir con ayuda del modelo petrofísico. A estos intervalos se le evaluó la factibilidad de generar una fractura hidráulica mediante la determinación del tipo de falla inicial de la roca, presencia de barreras de contención de altura, gradiente de fractura y contraste de propiedades mecánicas. Mediante la metodología del diseño unificado de fractura se diseñó la geometría óptima de fractura la cual maximizaría la productividad el pozo. Este potencial incremental de diseño fue utilizado para evaluar la viabilidad económica del tratamiento de fracturamiento el cual permite establecer si la inversión inicial y el costo operativo del tratamiento son recuperables durante el tiempo del tratamiento. Palabras clave: Fracturamiento hidráulico, Diseño unificado de fractura, Modelo geomecánico, Propiedades mecánicas, Contraste de esfuerzos, Criterio de falla.  STUDY OF VIABILITY TECHNICAL- FINANCIAL FOR A HYDRAULIC FRACTURING TREATMENT IN COLORADO FIELD  ABSTRACT The aim of this paper is to present the evaluation of feasibility of hydraulic fracturing job in Colorado Field wells. For this reason, it was considered for a hydraulic fracturing treatment in Colorado’s wells to be successful you must fulfill two criteria: the fracture has to be technically enforceable and economically feasible. With a production model there were selected the Wells that presented greater potential to reduce the damage in the wellbore. Later the technical evaluation was made by geomechanical characterization of lithological column which allowed setting: pore pressure, mechanical properties and stress. Intervals were selected to intervene using the petrophysical model. Within these intervals it was evaluated the feasibility of generating a hydraulic fracture by determining the type of initial failure of the rock, presence of high containment barriers of height, fracture gradient and contrast of mechanical properties. According to the Unified Fracture Design methodology it was designed the optimum fracture geometry which maximizes the well productivity. This potential incremental design was used to evaluate the economic feasibility of fracturing which allowed to establish whether the initial investment and operating cost of treatment were recovered during the treatment time. Keywords: Hydraulic fracturing, unified fracture design, geomechanical model, mechanical properties, stress differences, faulting criterion

Prevalencia de infección por VIH/ SIDA en hombres que tienen sexo con hombres en Bucaramanga, Colombia

RESUMENINTRODUCCIÓN: La infección por VIH/SIDA continúa siendo un reto para la salud pública en términos de su prevención y control. El objetivo del estudio fue determinar la prevalencia de VIH/SIDA en el grupo de hombres que tienen sexo con hombres y los factores comportamentales que favorecen su transmisión. MATERIALES Y MÉTODOS: Estudio descriptivo trasversal con muestreo no probabilístico en sitios de encuentro frecuentados por esta población y en la cárcel. Se aplicó una encuesta estructurada y se realizó toma de muestra sanguínea anónima ligada por códigos para el diagnóstico de infección por VIH. RESULTADOS: Se encuestaron 336 hombres en 9 sitios con un promedio de 27,6 +/- 8,4 años. El 92,4% tenía estudios de secundaria o superiores, el 6% declaró vivir con pareja femenina y el 19,9% con pareja masculina estable. El 54,6% refrió que nunca o solo de forma ocasional utiliza preservativo con sus parejas sexuales. El 43% de los encuestados se había realizado prueba para VIH/SIDA y de éstos el 20,1% (29 hombres) ya tenían diagnóstico confirmatorio. Entre los 150 hombres tamizados se diagnosticaron 8 nuevos casos obteniendo una prevalencia general de 11,01%. CONCLUSIONES: Los hallazgos indican que la epidemia en el municipio corresponde a una de tipo concentrada. Aunque actualmente se recomiendan estrategias de prevención dirigidas a población general, en el municipio se recomienda continuar actividades específicas en este grupo de población que aún presenta conductas de riesgo para la trasmisión del VIH. Palabras clave: Prevalencia, HSH, tamizaje, diagnostico, VIH/SIDA ABSTRACT INTRODUCTION: Prevention and control of infection by HIV/AIDS is a challenge to public health. The aim of the study was to determine the prevalence of HIV/AIDS in men who have sex with men and the behavioral factors related with transmission in Bucaramanga, Colombia MATERIALS AND METHODS: Transversal descriptive serological survey with non probabilistic sampling in meeting and reclusion places. A structured interview and serum sample linked by codes was applied. RESULTS: 336 men with 27.6 +/- 8.4 age mean were studied in nine places. A 92.4% had secondary or upper education level. 6% were living with a female partner and 19.9% with a male partner. The 54.6% reported that never or occasionally used condom with their partners. The 43% of men had been tested for HIV and 20.1% of them (29 men) were already diagnosed as serum positive. Amongst 150 men screened, 8 new cases were diagnosed reaching 11.01% prevalence in general. CONCLUSIONS: Results show there is a concentrated epidemic HIV in Bucaramanga. In spite prevention strategies for general population currently carried out, it is recommended to continue specifc strategies for this population group to control risk behavior in the HIV transmission.  Keywords: Prevalence, MSM, Screening, diagnosis, HIV/AIDS

Prevalencia de infección por VIH/ SIDA en hombres que tienen sexo con hombres en Bucaramanga, Colombia

RESUMENINTRODUCCIÓN: La infección por VIH/SIDA continúa siendo un reto para la salud pública en términos de su prevención y control. El objetivo del estudio fue determinar la prevalencia de VIH/SIDA en el grupo de hombres que tienen sexo con hombres y los factores comportamentales que favorecen su transmisión. MATERIALES Y MÉTODOS: Estudio descriptivo trasversal con muestreo no probabilístico en sitios de encuentro frecuentados por esta población y en la cárcel. Se aplicó una encuesta estructurada y se realizó toma de muestra sanguínea anónima ligada por códigos para el diagnóstico de infección por VIH. RESULTADOS: Se encuestaron 336 hombres en 9 sitios con un promedio de 27,6 +/- 8,4 años. El 92,4% tenía estudios de secundaria o superiores, el 6% declaró vivir con pareja femenina y el 19,9% con pareja masculina estable. El 54,6% refrió que nunca o solo de forma ocasional utiliza preservativo con sus parejas sexuales. El 43% de los encuestados se había realizado prueba para VIH/SIDA y de éstos el 20,1% (29 hombres) ya tenían diagnóstico confirmatorio. Entre los 150 hombres tamizados se diagnosticaron 8 nuevos casos obteniendo una prevalencia general de 11,01%. CONCLUSIONES: Los hallazgos indican que la epidemia en el municipio corresponde a una de tipo concentrada. Aunque actualmente se recomiendan estrategias de prevención dirigidas a población general, en el municipio se recomienda continuar actividades específicas en este grupo de población que aún presenta conductas de riesgo para la trasmisión del VIH. Palabras clave: Prevalencia, HSH, tamizaje, diagnostico, VIH/SIDA ABSTRACT INTRODUCTION: Prevention and control of infection by HIV/AIDS is a challenge to public health. The aim of the study was to determine the prevalence of HIV/AIDS in men who have sex with men and the behavioral factors related with transmission in Bucaramanga, Colombia MATERIALS AND METHODS: Transversal descriptive serological survey with non probabilistic sampling in meeting and reclusion places. A structured interview and serum sample linked by codes was applied. RESULTS: 336 men with 27.6 +/- 8.4 age mean were studied in nine places. A 92.4% had secondary or upper education level. 6% were living with a female partner and 19.9% with a male partner. The 54.6% reported that never or occasionally used condom with their partners. The 43% of men had been tested for HIV and 20.1% of them (29 men) were already diagnosed as serum positive. Amongst 150 men screened, 8 new cases were diagnosed reaching 11.01% prevalence in general. CONCLUSIONS: Results show there is a concentrated epidemic HIV in Bucaramanga. In spite prevention strategies for general population currently carried out, it is recommended to continue specifc strategies for this population group to control risk behavior in the HIV transmission.  Keywords: Prevalence, MSM, Screening, diagnosis, HIV/AIDS

Antibacterial Activity of Neat Chitosan Powder and Flakes

This study investigates the antibacterial activity of neat chitosan powder and flakes against three different bacterial species, Escherichia coli, Listeria innocua and Staphylococcus aureus, which are frequent causes of food spoilage. The effect of chitosan concentration and purity, as well as the influence of temperature, ionic strength (salt) and impact of a solid physical support in the medium are examined. Results show that the antibacterial activity of neat chitosan: (i) requires partial solubilisation; (ii) can be promoted by environmental factors such as adequate temperature range, ionic strength and the presence of a solid physical support that may facilitate the attachment of bacteria; (iii) depends on bacterial species, with a sensitivity order of E. coli > L. innocua > S. aureus; and (iv) increases with chitosan concentration, up to a critical point above which this effect decreases. The latter may be due to remaining proteins in chitosan acting as nutrients for bacteria therefore limiting its antibacterial activity. These results on the direct use of chitosan powder and flakes as potential antimicrobial agents for food protection at pH values lower than the chitosan pKa (6.2–6.7) are promising

Síndrome y enfermedad de Moyamoya

La enfermedad de Moyamoya es una patología cerebrovascular, de causa desconocida e infrecuente en población occidental; se reconoce como evento isquémico en la edad pediátrica, secundario a estenosis progresiva de la porción intracraneal de la arteria carótida interna y ramas principales. Esto ocasiona reducción del flujo de los vasos mayores de la circulación anterior y provoca desarrollo compensatorio de pequeños vasos colaterales; el manejo puede ser conservador o quirúrgico. Se describen 4 casos pediátricos diagnosticados, manejados y seguidos en la consulta de neuropediatria, uno de ellos corresponde a un síndrome de Moyamoya, y los otros a enfermedad, a 3 pacientes se les realizó manejo conservador y a uno amanejo quirúrgico

Artistic expressions as autonomy and safety enhancers in children from 4 to 6 years of age at the Enrique Olaya Herrera school. 6 years old, at the Enrique Olaya Herrera school.

Mediante el uso de instrumentos como la observación y un constante diálogo entre las docentes del colegio Enrique Olaya Herrera de la Localidad de Rafael Uribe Uribe, de la ciudad de Bogotá, se logró identificar que los niños y niñas de grado jardín, necesitan que dentro las experiencias pedagógicas propuestas, se involucre un momento vivencial que potencie mediante algunos lenguajes del arte, su autonomía y seguridad, siendo éstos muy importantes en el desarrollo personal-social con los cuales comprende, entiende y se involucra en el mundo en el que vive, desligando manifestaciones como “no sé”, “no puedo” y “¿cómo se hace?”. Por tal razón, se utiliza como herramienta pedagógica la implementación por fases, donde se diseñan experiencias pedagógicas y artísticas, en las cuales, el adulto es mediador, mientras que, los niños y niñas expresan y potencian sus procesos de desarrollo, motivados desde un ambiente enriquecedor, explorando emociones y expresando sentires de forma espontánea, imaginativa y creativa. Así mismo, con el fin de enriquecer futuras prácticas pedagógicas e involucrar a las familias dentro del proceso de desarrollo de sus hijos, se plantea una estrategia de socialización que visibilice y valore el impacto del mismo en la comunidad educativa. mediante una galería fotográfica, la cual evidencia, los elementos utilizados y la manera cómo interactuaron con la pintura y la música en un mismo espacio, los espejos, sombras y materiales como globos, esponjas, papel y otros a su alcance, que enriquecieron cada una de las experiencias.Through the use of instruments such as observation and a constant dialogue between the teachers of the Enrique Olaya Herrera school in the locality of Rafael Uribe Uribe Uribe, in the city of Bogotá, it was Enrique Olaya Herrera School in Rafael Uribe Uribe Uribe, Bogotá, it was possible to identify that that the children in kindergarten grade need that within the proposed pedagogical experiences, an experiential moment is that, by means of some of the languages of art, their autonomy and security are strengthened, as these are very important in their personal development. important in the personal-social development with which they understand, understand and get involved in the world in which they live. the world in which they live, separating manifestations such as "I don't know", "I can't" and "How is it done? For this reason, we use as a pedagogical tool the implementation by phases, where we design pedagogical and artistic experiences are designed, in which the adult is the mediator, while the children express and enhance their own and empower their developmental processes, motivated from an enriching environment, exploring emotions and expressing emotions and expressing feelings in a spontaneous, imaginative and creative way. Likewise, in order to enrich future pedagogical practices and to involve families in the development process of their children, we development process of their children, a socialization strategy is proposed to make visible and value the impact of the program in the educational community. the impact of the program on the educational community through a photographic gallery, which shows the elements used and the way in which they interacted with each other. the elements used and the way they interacted with painting and music in the same space, the mirrors, shadows and materials as and materials such as balloons, sponges, paper and others within their reach, which enriched each of the experiences. enriched each of the experiences