Editorial

El Centro de Servicios y Gestión Empresarial del Servicio Nacional de Aprendizaje (SENA) Regional Antioquia, a través del programa SENNOVA y en articulación con el Tecnoparque nodo Medellín, tiene como propósito continuar con la cultura de la apropiación social y la divulgación del conocimiento de la ciencia, la tecnología y la innovación, que han sido implementados a través de diferentes semilleros y grupos de investigación tanto del SENA como de otras instituciones, a la par de incentivar la cultura del emprendimiento y la innovación, promoviendo la divulgación de los resultados del desarrollo de prototipos funcionales que incorporen soluciones tecnológicas e innovadoras en productos, procesos y servicios. Todo ello con miras a transferir el conocimiento al sector productivo del país para aumentar la capacidad innovadora en las empresas colombianas.El presente volumen de la revista MODUM presenta las versiones extendidas en formato artículo de contribuciones seleccionadas entre aquellas que formaron parte del Primer Congreso Internacional y Segundo Congreso Nacional de Ciencia, Tecnología y Gestión CIENTECG 2019, que se celebró en Medellín, Colombia del 23 al 25 de octubre de 2019, organizado de manera colaborativa e integrada entre Tecnoparque nodo Medellín, y el Grupo de Investigación en Gerencia y Aplicación de la Ciencia y la Tecnología – GIGAT perteneciente al el Centro de Servicios y Gestión Empresarial del Servicio Nacional de Aprendizaje – SENA. Este congreso es un encuentro bianual que busca promover valiosos contactos entre investigadores tanto de la industria como de la academia, y abordar tanto las investigaciones básicas como las necesidades tecnológicas de la industria y la sociedad dentro de la ciencia, la tecnología, la ingeniería y la gestión de negocios.Este año se contó con la colaboración de industrias y entidades externas como SDT Industries, Industelc, Avanzada Energética, Ingeniería y Gestión Administrativa SAS, Inversiones Fernando Iral SAS, Centro de Apoyo a la Tecnología y la Innovación – CATI, Superintendencia de Industria y Comercio de Colombia, Cinvestav, OSP International CALA y la Fundación para Investigadores en Ciencia y Tecnología de Materiales – FORISTOM.Los temas de las conferencias tratadas este año en el Congreso CIENTECG fueron ciencia computacional, producción multimedia, software, materiales, biotecnología, electrónica, automatización y control, educación, gestión de la innovación y gestión empresarial.Muchas gracias de parte del Comité Organizador y Editorial del Primer Congreso Internacional y Segundo Congreso Nacional de Ciencia, Tecnología y Gestión – CIENTECG 2019, a los revisores de los manuscritos quienes proporcionaron críticas constructivas y sugerencias a los autores. Muchas gracias a los autores por sus valiosas contribuciones y a los asistentes por su activa participación. Finalmente, agradecemos a los miembros de los comités científico y editorial por su invaluable tiempo y consejos.El Comité Editorial invita a toda la comunidad de investigadores, emprendedores y empresarios del país, a seguir presentando sus trabajos científicos y tecnológicos, para continuar contribuyendo con la apropiación y la divulgación social del conocimiento científico.NATHALIA MARÍN PAREJA, PhDEditor

Biofuncionalización de superficies de titanio con colágeno tipo I para mejorar el sellado biológico de implantes dentales

To obtain a regeneration and integration of gingival tissues onto the dental implant surface, is essential to achieve an appropriate cellular response. To promote an appropriate cellular response, materials surface has been frequently coated with a number of proteins, peptides and other biomolecules with similar properties to those of extracellular matrix proteins, which provides cell binding sites. Thus, the strategy proposed in this work to promote the integration of the gingival tissue over the implant is the biofunctionalization of titanium surface with type I collagen, which has GFOGER amino acid sequences that promote fibroblast response and thereby significantly reducing recovery time of the tissues post-implantation is expected. The studies performed in this work analyzed in depth the influence of both the method of metal surface activation (plasma or acid attack), such as collagen-binding method (physisorption or covalent bond by silanes), on the amount, stability and conformation of collagen layer immobilized on titanium, and ultimately the influence of collagen on fibroblast adhesion, proliferation, and activation, as well as the influence on the beginning of secretion and reorganization of extracellular matrix.El éxito clínico de los implantes dentales depende de una satisfactoria integración de la superficie del material con los tejidos que lo rodean. Dicha integración depende de dos tipos de interacciones interfaciales: una es la interacción con el tejido del hueso, denominada como osteointegración y la otra es la interacción con los tejidos blandos de la encía sobre el cuello del implante, denominado sellado biológico. Un buen sellado biológico evita el paso de bacterias y gérmenes a través de la interfaz implante-tejido, y previene por tanto el posterior aflojamiento y perdida del implante. La mejora del sellado biológico a corto y largo plazo, dependerá de las propiedades físico-químicas de la superficie del material y de su capacidad para promover y/o acelerar los procesos de curación y restauración de los tejidos de la encía después de la implantación. En este trabajo se propuso la biofuncionalización de superficies de titanio con colágeno tipo I, como estrategia para mejorar el sellado biológico de implantes dentales. El colágeno tipo I es el principal componente de la matriz extracelular de los tejidos de la encía, y ha sido reportado como un excelente promotor de la adhesión de diferentes tipos de células gingivales. En este estudio se analizó la posibilidad de utilizar silanos como agentes de acoplamiento para formar un enlace covalente entre el metal y la molécula orgánica, y obtener una mayor estabilidad a largo plazo en comparación con la fisisorción. Se llevó a cabo un estudio de las distintas etapas del proceso de inmovilización de colágeno sobre la superficie de titanio: i) limpieza y activación de la superficie, mediante procedimientos físicos (plasma de oxígeno) o químicos (ataque con solución piraña); ii) silanización con dos silanos distintos, 3-cloropropil- trietoxi-silano (CPTES) y 3-glicidiloxipropil-trietoxi-silano (GPTES); iii) inmovilización de colágeno tipo I sobre las superficies previamente tratadas. El estudio se llevó a cabo por medio de diferentes técnicas de caracterización: interferometría de luz blanca, ángulo de contacto, ToF SIMS, XPS, microscopia óptica de fluorescencia, OWLS y AFM, identificándose los cambios físico-químicos generados en la superficie en cada una de dichas etapas, que influyen en la inmovilización del colágeno en términos de cantidad, estabilidad y conformación. De los resultados obtenidos, cabe destacar que a) la activación por plasma generó una mayor cantidad de grupos OH- en superficie; b) a mayor cantidad de grupos OH-, mayor cantidad de moléculas de silano enlazadas; c) el colágeno tipo I se adhierió en mayor cantidad y es más estable sobre las muestras en las que se enlazó mediante la química de los silanos, en especial sobre las muestras previamente tratadas con piraña donde la nanorugosidad generada por este tratamiento tiene un papel importante y d) la cantidad de colágeno adherido sobre el titanio silanizado con CPTES es superior a la obtenida con GPTES. Una vez obtenidas las superficies biofuncionalizadas, se evaluó la influencia del colágeno tipo I sobre la respuesta de células fibroblásticas humanas, en términos de adhesión, proliferación y expresión génica. En general los fibroblastos mostraron mejor adhesión, mayor proliferación y sobreexpresión de los genes asociados con la activación de los fibroblastos, así como con la secreción y la remodelación de la matriz extracelular, sobre las muestras funcionalizadas con colágeno tipo I que en las muestras control. Además, los fibroblastos sembrados sobre el grupo de muestras previamente tratadas con plasma (PL-col, PL-CP-col, PL-GP-col) mostraron una mejor adhesión así como una mayor sobreexpresión y una anticipación de la expresión génica, que el grupo de muestras previamente tratadas con piraña (PH-col, PH-CP-col, PH-GP-col). Esto se atribuyó a que la rugosidad generada por el tratamiento de piraña, disminuye la respuesta de las células fibroblásticas. El orden de la expresión de estos genes en las muestras de plasma de mayor a menor fue PL-CP-col > PL-col > PL-GP-col. La conformación del colágeno sobre las superficies se evaluó a partir de soluciones muy diluidas, mediante AFM, revelándose que la química de la superficie afecta a la conformación que el colágeno adopta. Se observó una conformación en forma de fibrillas entrecruzadas sobre las muestras de PL-col y sobre las muestras de PL-CP-col, mientras que sobre las muestras de PL-GP-col se observó una conformación en forma de agregados globulares. Estos resultados se complementaron con la cuantificación del colágeno adherido mediante OWLS, observándose que la cantidad de colágeno adherido también dependía de la química de la superficie. Se observó que las muestras silanizadas con GPTES presentaron una mayor cantidad de colágeno adherido cuando las muestras fueron sumergidas en soluciones de colágeno con baja concentración. Ambas cosas a su vez influyen en la respuesta de las células, donde se observó que a bajas concentraciones, la conformación del colágeno en forma globular obtenida sobre las muestras silanizadas con GPTES favoreció la respuesta de los fibroblastos. Finalmente, a altas concentraciones se observó que la respuesta celular no se vio influenciada ni por la cantidad ni por las diferentes morfologías de colágeno observadas sobre cada superficie, debido a que se obtuvo un mayor recubrimiento del sustrato que enmascaró el efecto que las diferentes conformaciones de colágeno podían tener sobre las células.Postprint (published version

MODUM Edición 3 - I+D+i Piensa diferente, crea en grande

El   presente   volumen   recopila   diferentes   iniciativas   de   I+D+i   desarrolladas por investigadores y semilleros tanto del SENA como de otras instituciones, así como revisiones bibliográficas, en torno a temas como: biotecnología, ciencia de datos y seguridad de la información, electrónica, automatización y control de procesos, gestión empresarial y educación. La revista MODUM continúa fortaleciendo su proceso editorial, promoviendo estrategias de evaluación que apunten a mejorar cada vez más la calidad de las publicaciones. En este número contamos con un amplio y multidisciplinar grupo de pares académicos como parte del comité científico, para garantizar una buena evaluación de los artículos recibidos. Agradecemos a los pares evaluadores por sus críticas constructivas y sugerencias a los autores. Agradecemos a los autores de cada uno de los artículos aquí presentados y esperamos que puedan seguir aportando a esta gran iniciativa, para continuar contribuyendo con la apropiación y la divulgación social del conocimiento científico como una responsabilidad y un compromiso de todo investigador, aportando al mejoramiento de la calidad en la formación, la investigación y la industria del país. A nuestros lectores esperamos que este nuevo número les sirva como una herramienta que les permita identificar insumos para sus actuales y futuras investigaciones y para el desarrollo de nuevos conocimientos. NATHALIA MARÍN PAREJA, PhD Editor

Preliminares

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Extraction of metabolites from Calendula officinalis and evaluation of their colorant and antibacterial capacity

In this work, different bioactive compounds were obtained by different extractions from Calendula officinalis. The effect of different extraction time and temperature on the quantity of bioactive compounds was investigated. The extracts were quantified by UV-visible spectrometric analysis. The effect of extraction technique on both the colorant power and antibacterial capacity of metabolites obtained was evaluated. Colorant power was evaluated by UV-visible spectrometric and dyeing ability in dairy product. Antibacterial activity of extracts was evaluated using Escherichia coli and Salmonella typhimurium by diffusion technique in well. Outstanding extraction results were obtained by ultrasound extraction technique performed during 2 hours, at 30 °C and ethanol 96% as solvent. The same treatment showed the best result in colorant power and dyeing ability. The extracts obtained by ultrasound had a slightly inhibitory effect of growth on E. coli in comparison with the other techniques. None of the extracts obtained from the different techniques reported a significant inhibition on the growth of S. typhimurium. Therefore, ultrasound-assisted extraction is considered as an alternative process for obtaining the bioactive compounds from C. officinalis with high concentration, colorant power and antibacterial activity.Neste trabalho, diferentes compostos bioativos foram obtidos de Calendula officinalis usando extração convencional de soxhlet, extração assistida por shaker e extração assistida por ultra-som. O efeito de diferentes tempos de extração e temperatura na quantidade de compostos bioativos obtidos foi investigado. Os extratos obtidos foram posteriormente analisados por análise espectrométrica UV-visível. O efeito da técnica de extração tanto no poder corante dos carotenóides quanto na capacidade antibacteriana dos flavonóides foi avaliado. A potência dos corantes foi avaliada por espectrometria UV-visível e capacidade de tingimento em produtos lácteos. A atividade antibacteriana de extratos foi desenvolvida contra Escherichia coli e Salmonella typhimurium por técnica de difusão em poço. Resultados excelentes da extração foram obtidos pela técnica de extração ultra-sônica realizada durante 2 horas, a 30 ° C e com 96% de etanol, para compostos bioativos avaliados. O mesmo tratamento mostrou o melhor resultado em poder de corante e capacidade de tingimento. Os extratos obtidos por ultra-som tiveram um efeito inibitório do crescimento em E. coli em comparação com as outras técnicas, enquanto nenhum dos extratos obtidos das diferentes técnicas relataram uma inibição significativa no crescimento de S. Typhi. Portanto, a extração assistida por ultrassom é considerada um processo alternativo para a obtenção dos compostos bioativos de C. officinalis com alta concentração, poder de corante e atividade antibacteriana.En este trabajo, diferentes compuestos bioactivos fueron obtenidos a partir de extracciones de las flores de Caléndula officinalis. Se investigó el efecto que tiene el tiempo de extracción y la temperatura sobre la cantidad de compuestos bioactivos. Los extractos obtenidos fueron cuantificados mediante espectrofotometría UV-visible. Se evaluó el efecto de la técnica de extracción sobre el poder colorante y la capacidad antibacterial de los metabolitos obtenidos. El poder colorante se evaluó mediante espectrofotometría UV-visible y la capacidad de teñido se evaluó en un producto lácteo. La actividad antibacterial de los extractos fue evaluada usando Escherichia coli y Salmonella typhimurium mediante la técnica de difusión en pocillos. Se obtuvieron buenas cantidades de metabolitos evaluados mediante la técnica por ultrasonido realizada durante 2 horas, a 30 °C, con etanol a una concentración de 96%. El mismo tratamiento mostro los mejores resultados en cuanto al poder colorante y la capacidad de teñido en una matriz láctea. Los extractos obtenidos por ultrasonido tuvieron un ligero efecto inhibitorio del crecimiento sobre E. coli en comparación con las otras técnicas. Ninguno de los extractos obtenidos mediante las diferentes técnicas mostró una inhibición significativa en el crecimiento de S. typhimurium. Por lo tanto, la extracción asistida por ultrasonido se considera como un proceso alternativo para obtener los compuestos bioactivos de C. officinalis con alta concentración, poder colorante y actividad antibacteriana

Dynamic point location in general subdivisions

The dynamic planar point location problem is the task of maintaining a dynamic set S of n non-intersecting, except possibly at endpoints, line segments in the plane under the following operations: Locate (q: point): Report the segment immediately above q, i.e., the first segment intersected by an upward vertical ray starting at q; Insert (s: segment): Add segment s to the collection of S of segments; Delete (s: segment): Remove segment s from the collectection S of segments. We present a solution which requires space O(n), has query and insertion time O(log n log log n) and deletion time O(log"2n). A query below O(log"2n) was previously only known for monotone subdivisions and horizontal segments and required non-linear space. (orig.)SIGLEAvailable from TIB Hannover: RR 2036(16) / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekDEGerman

Collagen-functionalised titanium surfaces for biological sealing of dental implants: Effect of immobilisation process on fibroblasts response

The clinical success of a dental implant requires not only an optimum osseointegration, but also the development of a biological sealing; i.e., a soft tissue seal around the transmucosal part of the implant. A promising approach to improve the biological seal of dental implants is the biomimetic modification of titanium surfaces with proteins or peptides that have specific cell-binding moieties. In this work we investigated the process of immobilising collagen on smooth and rough titanium surfaces and its effect on human dermal fibroblast (HDF) cell response. Titanium samples were activated by either oxygen plasma or acid etching to generate a smooth or nanorough surface, respectively. Subsequently, collagen grafting was achieved by either physisorption or covalent bonding through organosilane chemistry. The biofunctionalised titanium samples were then tested for stability and characterised by fluorescent labelling, wettability, OWLS and XPS studies. Biological characterisation was also performed through HDF adhesion, proliferation and gene expression. Covalent-bonded collagen showed higher stability than physisorbed collagen. A significant overexpression of the genes involved in fibroblast activation and extracellular matrix remodelling was observed in the collagen-coated surfaces. This effect was more pronounced on smooth than on rough surfaces. Immobilised collagen on the smooth plasma-treated surfaces favoured both fibroblast adhesion and activation. This study provides essential information for the design of implants with optimal biological sealing, a key aspect to avoid peri-implantitis and ensure long-lasting implant fixation. (C) 2014 Elsevier B.V. All rights reserved.Peer ReviewedPostprint (published version

Collagen-functionalised titanium surfaces for biological sealing of dental implants: Effect of immobilisation process on fibroblasts response

The clinical success of a dental implant requires not only an optimum osseointegration, but also the development of a biological sealing; i.e., a soft tissue seal around the transmucosal part of the implant. A promising approach to improve the biological seal of dental implants is the biomimetic modification of titanium surfaces with proteins or peptides that have specific cell-binding moieties. In this work we investigated the process of immobilising collagen on smooth and rough titanium surfaces and its effect on human dermal fibroblast (HDF) cell response. Titanium samples were activated by either oxygen plasma or acid etching to generate a smooth or nanorough surface, respectively. Subsequently, collagen grafting was achieved by either physisorption or covalent bonding through organosilane chemistry. The biofunctionalised titanium samples were then tested for stability and characterised by fluorescent labelling, wettability, OWLS and XPS studies. Biological characterisation was also performed through HDF adhesion, proliferation and gene expression. Covalent-bonded collagen showed higher stability than physisorbed collagen. A significant overexpression of the genes involved in fibroblast activation and extracellular matrix remodelling was observed in the collagen-coated surfaces. This effect was more pronounced on smooth than on rough surfaces. Immobilised collagen on the smooth plasma-treated surfaces favoured both fibroblast adhesion and activation. This study provides essential information for the design of implants with optimal biological sealing, a key aspect to avoid peri-implantitis and ensure long-lasting implant fixation. (C) 2014 Elsevier B.V. All rights reserved.Peer Reviewe