Las investigaciones que se desarrollan por los integrantes del CA están relacionadas con la obtención y modificación estructural de polímeros orgánicos, así como la elaboración de biomateriales poliméricos con aplicaciones ambientales, alimentarias y farmacéuticas, incluyendo el tratamiento de aguas, sistemas de encapsulación de compuestos activos y empaques/recubrimientos. Por otra parte, se lleva a cabo el diseño, síntesis, caracterización y aplicación de materiales mesoporosos con características tales como: capacidad para acelerar reacciones en presencia o ausencia de radiación electromagnética (fotocatalizador o catalizador, respectivamente), alta porosidad y libres de toxicidad.

La nanoencapsulación es el proceso de atrapar compuestos activos (ej. fármacos) dentro de matrices o plataformas obteniendo cápsulas cargadas que presentan tamaños dentro de la escala nanométrica. Las plataformas a base de polímeros pueden aumentar la eficacia de los tratamientos como resultado de la protección de la molécula huésped (agente terapéutico) y el diseño de nanopartículas que permitan la administración de fármacos dirigida hacia el sitio requerido. Es decir, la superficie de las nanocápsulas puede ser modificada químicamente para mejorar su circulación en el cuerpo humano y favorecer que el compuesto activo sea entregado principalmente en el sitio u órgano dañado.

El uso de nanopartículas a base de polímeros para la encapsulación de compuestos activos se enfoca en superar los inconvenientes de los sistemas convencionales de administración de fármacos. Las nanopartículas orgánicas protegen los compuestos activos (CA) reduciendo su vulnerabilidad a la degradación y les proporcionan una mayor solubilidad en agua, estabilidad, biodisponibilidad y bioactividad, reduciendo la toxicidad en órganos sanos.

Hasta la fecha, se han diseñado varias plataformas poliméricas con diferente morfología y propiedades fisicoquímicas sobresalientes (micelas, liposomas, estrellas, dendrímeros y nanogeles) para el desarrollo de sistemas de administración de fármacos. Para ello se han utilizado polímeros sintéticos (ej. polietilenglicol), semisintéticos (ej. quitosano) y naturales (ej. almidón); los polímeros sintéticos sensibles a estímulos (ej. cambios de temperatura y/o pH), tales como la poli(N-vinilcaprolactama), permiten preparar nanocápsulas avanzadas que ayudan a controlar el sitio y la velocidad de liberación del compuesto activo. Dependiendo de la arquitectura, composición y tamaño (10-100 nanómetros) de la plataforma y del método de encapsulación, las moléculas huésped pueden ser retenidas en la superficie o en el interior de las nanopartículas.

Referencias

https://doi.org/10.1021/acsomega.9b04390 

https://doi.org/10.1080/10601325.2019.1586440 

https://doi.org/10.1007/s13197-020-04360-2 

El tratamiento del agua es cualquier proceso que permite mejorar su calidad volviéndola apropiada para un uso final determinado, el cual puede ser doméstico, suministro de agua industrial, riego, mantenimiento del caudal de los ríos, entre otros usos. El objetivo clave del tratamiento de aguas residuales es ofrecer un retorno seguro al medio ambiente, evitando la contaminación y desequilibrio de los ecosistemas. En los último años se ha puesto gran interés en la eliminación de contaminantes emergentes presentes en el agua a tratar. Los contaminantes emergentes son los productos químicos y agentes biológicos (ej. fármacos residuales, pesticidas, químicos de uso industrial y hormonas) que usualmente no son monitoreados y sus concentraciones límites permisibles no están reguladas por las leyes de los gobiernos; sin embargo, la concentración de algunos de ellos ha aumentado notablemente en los cuerpos de agua durante los últimos años. En este tópico de investigación, especialistas han demostrado que un tratamiento inapropiado de aguas residuales lleva al deterioro de ecosistemas y que la presencia se contaminantes emergentes puede desencadenar problemas graves de salud en animales y humanos. 

Dependiendo de la calidad que se desea obtener en el agua, el tratamiento puede ser totalmente exitoso a través de la combinación de métodos que permiten la remoción de los contaminantes, es decir procesos tales como la floculación, filtración, oxidación, método biológico, la adsorción con carbón activado, intercambio iónico, ósmosis inversa, entre otros. Cada metodología es distinta y permite remover diferentes tipos de contaminantes y con eficiencias variadas. La coagulación-floculación es un proceso comúnmente utilizado durante el tratamiento de aguas industriales y municipales para eliminar las partículas en suspensión. Dicho proceso se destaca por su simplicidad tecnológica y un tiempo corto de tratamiento, es de fácil control y mantenimiento, lo cual lo hace un método económicamente ventajoso. Usualmente, el floculante es dosificado en forma líquida en algún punto del sistema por donde circula el agua a tratar. Para ello se han desarrollado floculantes a base de polímeros ambientalmente amigables. Por ejemplo, el polisacárido quitosano y algunos de sus derivados han sido propuestos como floculantes eficientes para la eliminación de contaminantes tradicionales y emergentes. 

Algunos floculantes ambientalmente amigables, como el quitosano y sus derivados, son de gran interés por su alta eficiencia, biocompatibilidad y biodegradabildad, además estos materiales no producen contaminación secundaria y los sedimentos generados en el proceso de floculación pueden llegar a retener un volumen menor de agua, generando un volumen total menor de lodos.

Referencias

https://doi.org/10.1007/978-3-030-69079-3_1 

https://doi.org/10.1021/acsomega.9b03419 

https://doi.org/10.1016/j.seppur.2020.118052