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Tesis de Maestría

Fil:Sicardi Schifino, Aníbal Carlos. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.

Se ha estudiado la estabilidad de l,4 benzodiazepinas frente a diferentes factores ambientales. En primer lugar se estudian cinéticamente las reacciones de solvólisis de varias 0-aminobenzofenonas, los principales productos de degradación hidrolítica de Diazepam, (en estudios previos se había caracterizado cinco 0-aminobenzofenonas de la degradación por hidrólisis ácida de diazepam). El mecanismo de formación de estas cinco 0-aminobenzofenonas sigue un esquema complejo, en el presente estudio se describen los resultados de mediciones cinéticas realizados bajo diferentes condiciones de reacción, cálculo de las constantes de velocidad mediante la aplicación de un programa de calculo iterativo para proponer mecanismos de reacción consistentes con los resultados encontrados y diversas experiencias adicionales para confirmar los mismos. Por otra parte, también se presentan los resultados de los estudios de estabilidad de Alprazolam, (8-cloro-1-metil-6-fenil-4H-s-triazo-[4,3-α][1,4]benzodiazepina), cuyo mecanismos de degradación es completamente diferente a las anteriores 1,4 benzodiazepinas ya que no es susceptible a la hidrólisis. Se estudió la estabilidad de este compuesto en diferentes condiciones de descomposición severas, mostrándose lábil solamente a la acción de la luz. Se aislaron los múltiples productos formados de este proceso de fotodegradación en soluciones de Alprazolam en medio acuoso y metanólico, mediante la aplicación de cromatografia de capa preparativa y se caracterizó los principales. Los resultados encontrados indican que el mecanismo de fotólisis es diferente de acuerdo al solvente. En solución acuosa se encontraron productos provenientes de la contracción del anillo diazepínico a un anillo de seis miembros, otro proveniente de la decloración de Alprazolam y otro de hidrólisis; mientras que en metanol predominaron dos compuestos provenientes de solvólisis. Se estudio mediante HPLC y Espectrofotometria de Fluorescencia la influencia del pH de las soluciones en la velocidad de descomposición, en orden a determinar las (kobs). Observándose que la fotodegradación es dependiente del pH de la solución: la velocidad de descomposición aumenta a medida que se disminuye el pH bajo condiciones naturales de estrés. Para concluir este trabajo se estudio la fotodegradación de Alprazolam en comprimidos comerciales, mediante un método de HPLC previamente validado. Dos de los productos aislados se forman bajo condiciones de radiación en estado sólido y bajo el influjo de la radiación solar.

En este trabajo se estudió la estabilidad de emulsiones de aceites ricos en ácidos grasos Omega-3 en soluciones de trehalosa y su utilización como precursores de polvos conteniendo el aceite encapsulado. Los aceites ricos en ácidos grasos Omega-3 son muy valiosos nutricionalmente pero fácilmente oxidables. El énfasis del trabajo se centró en determinar los mecanismos de desestabilización de las emulsiones en función de su composición, buscando correlaciones entre la estabilidad y la eficiencia de encapsulación. Las emulsiones se formularon empleando distintas concentraciones de trehalosa y de caseinato de sodio (NaCas) como emulsificante. Se analizó su estabilidad en el tiempo, su morfología y el tamaño de las gotas de aceite. Los resultados obtenidos mostraron que los mecanismos de desestabilización de las emulsiones son dependientes de la concentración de emulsificante y que la incorporación de trehalosa aumenta la estabilidad de las dispersiones. Los sistemas con menor concentración de NaCas se desestabilizaron por mecanismos de cremado. Para concentraciones intermedias, se obtuvieron fenómenos de desestabilización mixtos. A concentraciones aún mayores de emulsificante se observó la formación de flóculos. Para concentraciones muy altas de NaCas y en presencia de trehalosa se encontró un intervalo de estabilidad (5,0-7,0% p/p NaCas) en el cual las emulsiones presentaron una microestructura homogénea con un tamaño de gota pequeño. En base a los resultados de estabilidad de emulsiones, se prepararon polvos deshidratados con el aceite de pescado microencapsulado mediante liofilización. Las emulsiones que cremaban o floculaban presentaron poca eficiencia de retención del material encapsulado en la matriz. La emulsión con 5,0% p/p de NaCas y 20% p/p de trehalosa correspondió al polvo con más eficiencia de encapsulación. En esta emulsión se encontró una relación estrecha entre el tipo de sólido de la matriz de los polvos y la eficiencia de retención del aceite. El sistema con mayor retención fue el único que permaneció no cristalino (amorfo) luego del proceso de deshidratación. El mismo tampoco presentó cambios en el tamaño de gota con los procesos de congelado y liofilización. Otra propiedad que se estudió en los polvos encapsulados es el grado de oxidación del aceite de pescado ya que al tratarse de ácidos grasos muy insaturados presentan una alta susceptibilidad a la oxidación, en detrimento de su valor nutricional. Se desarrolló una nueva técnica de estudio de la oxidación del aceite sin extraerlo de la matriz de trehalosa, mediante la espectrometría de masas MALDI-TOF. Este método presenta grandes ventajas frente a las técnicas usuales en el análisis de oxidación de lípidos, y sus resultados mostraron que la encapsulación de aceites lábiles es una herramienta muy útil a la hora de protegerlos contra la oxidación.

El objetivo del presente trabajo fue analizar la estabilidad enzimática en medios de distinta movilidad molecular y las interacciones intermoleculares específicas que la favorecen. Se estudió el efecto de azúcares (trehalosa), sales y biopolímeros modificados con β-ciclodextrinas (CD) sobre las propiedades fisicoquímicas de la matriz y sobre la actividad enzimática. Se analizó también el uso de un dendrímero basado en polietilenglicol funcionalizado con CD como excipiente de matrices continuas, y se estudió la influencia de la confinación en cápsulas de polielectrolitos sobre la estabilidad enzimática y su liberación. Las enzimas utilizadas como sistemas modelo (lactasa, catalasa e invertasa) son de importancia biotecnológica. La estabilidad enzimática se analizó en distintas condiciones de humedad y temperatura de almacenamiento, en relación con la temperatura de transición vítrea y el estado físicoquímico de la matriz. La presencia de electrolitos afectó la cinética de varios fenómenos de relajación en los sistemas de trehalosa. El retraso de la cristalización de trehalosa con sales debe realizarse con mucha precaución ya que una vez que ésta cristaliza, la enzima permanece en un medio amorfo enriquecido en sales, lo que lleva a la pérdida de su actividad. Los estudios realizados mostraron cómo combinaciones covalentes relativamente simples de biopolímeros con CD pueden afectar significativamente sus propiedades y permitieron profundizar acerca del papel que juegan interacciones específicas biopolímero-enzima sobre la estabilidad enzimática en modelos deshidratados. Estas interacciones involucrarían uniones tanto de tipo electrostáticas como hidrofóbicas, siendo el efecto sobre la estabilización influenciado también por el estado físico de la matriz. Las cápsulas de polielectrolitos representaron una alternativa interesante para la conservación enzimática, especialmente mediante su deshidratación con la adición de trehalosa. Además, mediante cambios en el pH, en la composición, y el grado de hidratación es posible controlar la liberación de la enzima. Los resultados de esta tesis pueden contribuir a la selección de excipientes para la formulación de medios de preservación, que son valiosos para varias aplicaciones tecnológicas, y además para recomendar condiciones propicias para obtener comportamientos óptimos en sistemas complejos.

En este trabajo se han investigado propiedades magnéticas del óxido cúprico mediante el dopaje con ⁵⁷Fe y mediciones de su campo magnético hiperfino utilizando espectroscopia Móssbauer, complementando estos estudios con otras técnicas. Estas fueron DRX, microscopías electrónicas de barrido y transmisión, EDAX, EXAFS y medidas de magnetización por SQUID. Se encontró un comportamiento de semi- desorden magnético que puede ser interpretado mediante un modelo que supone la existencia de una inclinación local del momento magnético asociado a los átomos de Fe. El sistema sufre dos tipos de transiciones magnéticas, una a 150 K relacionada a la temperatura de orden de la matriz CuO modificada por la presencia del Fe y otra entre 4.2 y 15 K vinculada al congelamiento total de los momentos del Fe según direcciones aleatorias. Para poder lograr el dopaje se siguieron diferentes métodos que brindaron resultados no satisfactorios, lo que unido a las contradicciones encontradas en los trabajos consultados, condujo a la necesidad de estudiar con detalle los rangos de estabilidad de las fases del sistema Cu-Fe-O. Se demostró así que los métodos convencionales de disolución en HNO3 o reacciones de estado sólido conducen a la formación de las fases estables del diagrama de equilibrio, como CuFe₂O₄ y CuFeO₂. En este trabajo se utilizó por primera vez el molido mecánico en óxidos CuO y 0.25 mol.% de α-Fe₂O₃ para lograr la incorporación del dopante. Se obtuvo de esta manera, una solución sólida Cu₁_xFe_xO con un rango de estabilidad térmica definido. Los resultados aquí presentados no permiten establecer si el estado de frustración que conduce a la inclinación local de espines es intrínseca del CuO, sugerida por otros autores, o bien es un estado inducido por la presencia del dopante. Se sugieren distintos caminos que podrían dilucidar las cuestiones pendientes.

El estudio de la estabilidad hidrodinámica de la circulación termohalina del océano revela que la atmósfera sólo puede perturbar las variables del flujo básico mediante un flujo de empuje a través de la interface aire-mar. Sin embargo tal condición es necesaria pero no suficiente, ya que ciertas restricciones adicionales sobre la forma de la dependencia horizontal de la fluctuación, de origen atmosférico, deben ser satisfechas para que las mismas puedan ser consideradas como perturbaciones. Dichas restricciones dependerán del tipo de flujo básico que esta bajo estudio (barotrópico o baroclínico). Aún cuando las variaciones atmosféricas puedan inducir perturbaciones en la circulación termohalina del océano, nunca podrán inestabilizar el sistema ya que siempre el factor temporal de las mismas representa una atenuación de foma exponencial.