Abstract (Objective) From 1988 to 2018, high school students in Costa Rica had to pass a final exam to graduate from high school and be eligible for public university education. In this context, students had to choose a national science test from the areas of physics, chemistry, and biology. Historically, chemistry was the least chosen (4-6 %) of those sciences. On the other hand, there is a need -at the national levelto increase interest in careers related to STEM (Sciences, technology, engineering, and mathematics). (Methodology) Under both premises, in 2016, the first national camp (called Quimi Camp) to promote scientific vocations was held to encourage high school students in Costa Rica to choose chemistry. Quimi Camp is an event supported by the OLCOQUIM National Chemistry Olympiad and the OLCOCI National Science Olympiad, which are in turn organized by the five Costa Rican State universities and the LANOTEC CENAT National Nanotechnology Laboratory at the National Center of High Technology, with the consent of the Ministry of Education (MEP) and the Ministry of Science, Innovation, Technology and Telecommunication (MICITT). The participating students made the final evaluation of this event. (Results) The results showed an excellent perception of the event regarding its organization and content. (Conclusions) Quimi Camp promoted students' vocation for science and engineering and positively influenced the selection of a University Career in STEM.

Resumen (Objetivo) Desde el año 1988 y hasta el año 2018, el estudiantado de secundaria en Costa Rica debía aprobar un examen final para graduarse de la escuela secundaria, y ser elegible para una educación universitaria pública. En ese contexto, cada estudiante debía elegir una prueba nacional de ciencias entre las áreas de física, química y biología. Históricamente, la química fue la menos elegida (4-6 %), entre esas ciencias. Por otro lado, existe la necesidad -a nivel nacional- de aumentar el interés en las carreras relacionadas con STEM (sciences, technology, engineering and mathematics). (Metodología) Desde ambas premisas, en el año 2016 se realizó el primer campamento nacional de promoción de vocaciones científicas en Costa Rica (denominado Quimi Camp) para promover la química entre estudiantes de secundaria. Quimi Camp es un evento amparado en las Olimpiadas Nacionales de Química OLCOQUIM y en las Olimpiadas Nacionales de Ciencias OLCOCI; los cuales son, a su vez, organizados por las 5 universidades estatales costarricenses y el Laboratorio Nacional de Nanotecnología LANOTEC del Centro Nacional de Alta Tecnología CENAT, con la venia de los entes de gobierno. El estudiantado participante realizó la evaluación final de este evento. (Resultados) Los resultados mostraron una excelente percepción del evento en cuanto a su organización y contenido. (Conclusiones) Quimi Camp impulsó la vocación de estudiantes por las ciencias y la ingeniería e influyó positivamente en la selección de una carrera universitaria en STEM.

Resumo (Objetivo) De 1988 a 2018, os alunos do ensino médio na Costa Rica deviam passar em uma prova final para se formar no ensino médio e se qualificar para uma educação universitária pública. Nesse contexto, cada aluno tinha de escolher um teste nacional de ciências das áreas da física, química e biologia. Historicamente, a química foi a menos escolhida (4-6%), entre essas ciências. Por outro lado, existe a necessidade em âmbito nacional de aumentar o interesse por carreiras relacionadas com STEM (ciências, tecnologia, engenharia e matemática). (Metodologia) Sob ambas as premissas, em 2016 foi realizado o primeiro acampamento nacional de promoção de vocações científicas na Costa Rica (denominado Quimi Camp) para promover a química entre alunos do ensino médio. O Quimi Camp é um evento contemplado pelas Olimpíadas Nacionais de Química da OLCOQUIM e Olimpíadas Nacionais de Ciências da OLCOCI; que por sua vez são organizados pelas 5 universidades estaduais da Costa Rica e pelo Laboratório Nacional de Nanotecnologia LANOTEC do Centro Nacional de Alta Tecnologia CENAT, com a permissão das entidades governamentais. Os alunos participantes fizeram a avaliação final deste evento. (Resultados) Os resultados mostraram uma excelente percepção do evento em termos de organização e conteúdo. (Conclusões) O Quimi Camp impulsionou a vocação dos alunos para ciências e engenharias e influenciou positivamente a escolha de uma Carreira Universitária em STEM.

Resumen Comparar la composición fisicoquímica de 4 MTA disponibles comercialmente en América Latina. Se compararon física y químicamente ProRoot MTA (Dentsply, EE. UU.), MTA Angelus (Angelus, Brasil), MTA Flow (Ultradent, EE. UU.) y MTA Viarden (Viarden, México). Se obtuvieron imágenes de microscopía electrónica de barrido (SEM) del polvo de MTA y de las presentaciones preparadas. Los análisis de espectroscopía de dispersión de energía de rayos X (EDS) se realizaron por triplicado para calcular la proporción de masa de calcio (Ca), silicio (Si), la proporción Ca/Si entre las 4 marcas. Se realizaron análisis termogravimétricos (TGA) (50ºC-1000ºC), y se calcularon las pérdidas de masa y los puntos de inflexión para cada material. Las diferencias estadísticas para el contenido de Ca y Si se determinaron mediante ANOVA (p<0,05). Los análisis SEM mostraron diferencias evidentes en la apariencia tanto del polvo como las preparaciones de los MTA, entre las diferentes marcas. MTA Angelus mostró prismas cúbicos no observados en las otras 3 marcas. ProRoot MTA y MTA Flow mostraron estructuras homogéneas similares. MTA Viarden fue el menos homogéneo, con estructuras aleatorias (>15um). Al comparar las proporciones de masa de Ca y Si entre las 4 muestras de polvo, MTA Viarden mostró proporciones significativamente más bajas de ambos elementos en comparación con las otras marcas (p<0,005). El análisis TGA mostró un comportamiento similar para ProRoot MTA, MTA Angelus y MTA Flow, con menos del 2 % de pérdida de masa al alcanzar los 1000 °C de temperatura. El MTA Viarden mostró una pérdida de masa de 9,94% antes de los 700 °C, indicando la presencia de diferentes contenidos sensibles a la degradación por temperatura. Los MTA analizados demostraron diferencias significativas en su composición química y características físicas. Los clínicos deben ser conscientes de las diferencias entre las diferentes marcas de un mismo material, y futuras investigaciones deben enfocarse en las implicaciones clínicas de estas diferencias.

Abstract To compare the physicochemical composition of 4 MTAs commercially available in Latin America. ProRoot MTA (Dentsply, USA), MTA Angelus (Angelus, Brazil), MTA Flow (Ultradent, USA), and MTA Viarden (Viarden, Mexico) were physically and chemically compared. Scanning electron microscopy (SEM) images were obtained from the MTA powder and the prepared presentations. Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDS) analyses were performed by triplicate, to calculate the mass proportion of calcium (Ca), silicon (Si), the Ca/Si proportion among the 4 brands. Thermogravimetric analyses (TGA) were conducted (50ºC-1000ºC), and mass loss and inflection points were calculated for each material. Statistical differences for Ca and Si content were determined by ANOVA (p<0.05). SEM images showed evident differences in the appearance of both the powder and the prepared MTAs among brands. Angelus MTA showed cubic prisms not observed in the other 3 brands. ProRoot MTA and MTA Flow showed similar homogeneous structures. MTA Viarden was the less homogeneous, with random structures (>15um). When comparing the mass proportions of Ca and Si between the 4 powder samples, MTA Viarden showed a significantly lower proportions of both elements when compared with the other brands (p<0.005). TGA análisis showed a similar behavior for ProRoot MTA, MTA Angelus and MTA Flow, with less than 2% mass loss when the 1000C temperature was reached. MTA Viarden showed a mass loss of 9,94% before the 700C, indicating the presence of different content sensible to temperature degradation. The analyzed MTAs demonstrated to vary significantly in their chemical composition and physical characteristics. Clinicians must be aware of the differences between different brands of a same material, and future research should focus on the clinical implications of these differences.

Resumen Este trabajo aborda la problemática representada por los micro y nanoplásticos (MP y NP, respectivamente) en las costas americanas del Océano Pacífico, desde la perspectiva de la Red Micro y Nano Allpa Pacha. Esta red está conformada por científicos de Chile, Perú, Costa Rica, Colombia, Ecuador, Panamá y México, quienes, preocupados por el impacto en el ambiente y su repercusión en la salud, decidieron establecer colaboraciones científicas internacionales para la geolocalización, monitoreo y caracterización de MP y NP presentes en las costas del Océano Pacífico en el continente americano. Se espera aportar datos basados en evidencias científicas y armonizados, que impacten en la enseñanza y en la planificación de medidas de control y regulación de estos contaminantes en nuestros países. En este trabajo se incluyen algunos aspectos de polímeros y plásticos, definiciones de MP’s y NP’s, y sus diversos impactos, la problemática de la toma de muestras, caracterización adecuada, entre otros. Unas de las conclusiones permitieron determinar que hay muchas características de los NP’s y MP’s sin investigar como la interacción con otros productos químicos, el impacto de la morfología en la biodisponibilidad, la formación de adherencias y liberación de las mismas durante su contacto con los compartimentos ambientales, la dependencia de su composición con su comportamiento y destino, entre otras. Asimismo, se determinó que todo aporte a la mitigación del problema de estos materiales debe incluir la concientización, la prevención y la reducción, mediante un enfoque integral de educación y capacitación, y considerando todos los actores de la sociedad, responsables de la problemática generada, bajo un enfoque de evidencia científica. Finalmente, se determinó que el tema aún está en su fase inicial, y la información es reiterativa y auto referenciada.

Abstract This work addresses the micro and nanoplastics (MP and NP, respectively) on the American coasts of the Pacific Ocean from the perspective of the Micro & Nano Allpa Pacha Network. This network is made up of scientists from Chile, Perú, Costa Rica, Colombia, Ecuador, Panama, and Mexico, who, concerned about the impact on the environment and its repercussions on health, decided to establish international scientific collaborations for the geolocation, monitoring, and characterization of MP and NP present on the coasts of the Pacific Ocean in the American continent. It is expected to provide data based on harmonized scientific evidence, which will impact the teaching and planning of control and regulation measures for these pollutants in our countries. This work includes some aspects of polymers and plastics, definitions of MP’s and NP’s and their various impacts, the problem of taking samples, adequate characterization, among others. One of the conclusions determined that are many characteristics of NP’s and MP’s without investigating, such as interaction with other chemical products, the impact of morphology on bioavailability, formation of adhesions and their release during their contact with environmental compartments, the dependence of its composition with its behavior and destiny, among others. Likewise, it was determined that any contribution to mitigating the problem of these materials must include awareness, prevention, and reduction through a comprehensive approach to education and training and considering all actors in society responsible for the problem generated under a scientific evidence approach. Finally, it was determined that the issue is still in its initial phase, and the information is repetitive and self-referenced.

Resumen El objetivo de la investigación fue socializar los conceptos, aplicaciones y beneficios de la nanotecnología entre personal educador de las diferentes provincias de Costa Rica, para incrementar su aceptación y difusión del tema a los niños y niñas de educación primaria. Se realizó una convocatoria para seleccionar a sujetos educadores de distintas zonas del país. Se impartieron 5 talleres de capacitación en las siguientes localidades: Turrialba, Cahuita, Alajuela, Buenos Aires y Nicoya. En estos se abordaron temas fundamentales de la nanotecnología y sus aplicaciones, así como los aportes que se pueden ofrecer desde el punto de vista educativo. Los talleres se impartieron de manera presencial durante dos días completos, con exposición de charlas, actividades prácticas y discusiones. Además, se preparó material didáctico, como un afiche y un folleto informativo, y dos videos educativos alusivos a la nanotecnología. Se logró capacitar a 98 sujetos educadores, 87 % hombres y 13 % mujeres, de distintas provincias del país. Los resultados de las evaluaciones de los talleres fueron buenos, en términos del conocimiento adquirido con un promedio de calificación de un 57,30 %, comparado con un 5,10 % alcanzado antes de iniciar la capacitación. Este proyecto, contribuyó a fortalecer el conocimiento de los educadores sobre la nanotecnología y sus aplicaciones; además, se dieron a conocer proyectos de investigación nacionales e internacionales relativos a la nanotecnología. Lo anterior permitirá que los educadores sean capaces de transmitir los nuevos conocimientos a la población estudiantil, y se conviertan en multiplicadores del conocimiento.

Resumo Esta pesquisa teve como objetivo socializar os conceitos, aplicações e benefícios da nanotecnologia entre os educadores dos diferentes municípios da Costa Rica, para aumentar a aceitação e difusão do tema nos estudantes do ensino fundamental. Foi realizada uma convocatória para escolher sujeitos educadores de distintas zonas do país. Foram ministradas 5 oficinas de capacitação nas seguintes localidades: Turrialba, Cahuita, Alajuela, Buenos Aires e Nicoya. Foram abordados temas fundamentais da nanotecnologia e suas aplicações, assim como as contribuições que podem ser dadas desde o ponto de vista educativo. Essas oficinas foram ministradas presencialmente durante dois dias completos, com exposição de palestras, atividades práticas e discussões. Além disso, foi preparado material didático, como um cartaz e um folheto informativo, e dois vídeos educativos alusivos à nanotecnologia. Foi possível capacitar 98 sujeitos educadores, 87 % homens e 13 % mulheres, de distintos municípios do país. Os resultados das avaliações das oficinas foram bons, em termos do conhecimento adquirido com uma média de nota de 57,30 %, comparado aos 5,10 % alcançados antes de iniciar a capacitação. Este projeto contribuiu para a consolidação do conhecimento dos educadores sobre a nanotecnologia e suas aplicações; além disso, divulgaram projetos de pesquisas nacionais e internacionais relativos à nanotecnologia. Isso permitirá que os educadores sejam capazes de transmitir os novos conhecimentos à população estudantil e de se transformar em multiplicadores do conhecimento.

Abstract The objective of the research was to disseminate nanotechnology concepts, applications, and benefits among educators from different Costa Rican provinces to increase their acceptance and dissemination of the subject to elementary students. Teachers from different areas of the country were called to participate. Five training workshops were held in Turrialba, Cahuita, Alajuela, Buenos Aires, and Nicoya covering fundamental nanotechnology concepts and applications, as well as the contributions offered from an educational point of view. The workshops were held in person two full days including talks, practical activities, and discussions. In addition, educational materials were prepared, such as a poster and an information brochure, and two educational videos on nanotechnology. A total of 98 teachers, 87% men and 13% women, from different provinces were trained. Workshop evaluations were positive in terms of the knowledge acquired with an average of 57.30%, compared to 5.10% before starting the training. This project contributed to strengthen teachers’ knowledge about nanotechnology and its applications. In addition, national and international nanotechnology research projects were made known. The above will help teachers disseminate new knowledge to the student population, thus becoming knowledge multipliers.

Abstract Using a bur multiple times to prepare dental structure may produce a smoother final surface on dentin than a new one. This superficial roughness may affect adhesion with resin-based materials by modifying the substrates' characteristics. The aim of this study was to evaluate the effect of multiple uses of diamond burs on dentin's superficial microroughness and bond strength with resin composite when using a self-etch adhesive. Diamond dental burs were used to simulate a preparation (dentin flat surface) on extracted third molars. Samples were distributed into groups according to burs' number of previous uses as follows: 0, 1, 5 and 10. Scanning electron microscopy images at 70x, 350x, and 1000x were used to illustrate burs' deformation. Each specimen's dentin microroughness was measured three times to compare between experimental groups and the micro-shear bond strength test (n=15) was performed for the 0 and 10 uses groups using a universal adhesive in a self- etching mode. Diamond crystals wear and dislodgements were evident among groups where the burs were used more times. As the number of uses increased the mean microroughness of the dentin surface decreased with significant differences between the 0 and 10 uses groups. No statistical differences between experimental groups resulted from bond strength tests. When using a universal adhesive in a self-etching mode, the number of previous uses of a diamond bur seems to have no significant effect on dentin/resin composite bond strength.

Resumen El uso de una fresa múltiples veces para preparar la estructura dental puede producir una superficie final más lisa en la dentina que una fresa nueva. Esta rugosidad superficial modifica las características del sustrato y puede afectar la adhesión con materiales resinosos. El objetivo de este estudio fue evaluar el efecto de los múltiples usos de las fresas de diamante sobre la micro rugosidad superficial de la dentina y la resistencia adhesiva con la resina compuesta cuando se utiliza un adhesivo de autograbado. Se utilizaron fresas dentales de diamante para simular una preparación (superficie plana de la dentina) en terceros molares extraídos. Las muestras se distribuyeron en grupos según el número de usos previos de las fresas de la siguiente manera: 0, 1, 5 y 10. Se utilizaron imágenes de microscopía electrónica de barrido a ×70, ×350 y ×1000 para ilustrar la deformación de las fresas. Se midió la micro rugosidad de la dentina de cada espécimen tres veces para comparar entre los grupos experimentales y se realizó la prueba de resistencia a la adhesión por micro cizallamiento (n=15) para los grupos de 0 y 10 usos utilizando un adhesivo universal en modo de autograbado. El desgaste de los cristales de diamante y los desprendimientos fueron evidentes entre los grupos en los que las fresas se utilizaron más veces. A medida que aumentaba el número de usos, la micro rugosidad media de la superficie de la dentina disminuyó, con diferencias significativas entre los grupos de 0 y 10 usos. En las pruebas de resistencia adhesiva no se observaron diferencias estadísticas entre los grupos experimentales. Cuando se utiliza un adhesivo universal en modo de autograbado, el número de usos previos de una fresa de diamante no parece tener un efecto significativo en la resistencia de la unión dentina/resina del composite.

Abstract: This paper addresses nanotechnology developments in three Latin American countries: Costa Rica, Uruguay and Venezuela. It aims both to characterize the field in these countries and to develop a first comparative approach. The methodology adopted included documentary analysis and analysis of specialized databases, mainly the StatNano database. The article describes and compares the incorporation of nanotechnology in the public agenda and policies; policy instruments, financing, governance and nanosecurity. Moreover, research and development (R&D) activities are characterized in terms of scientific production and technological innovation. The results of the study showed that the last two decades have been the time frame of a process of increasing institutionalization and internationalization of nanotechnology in this group of countries, where this field has primarily followed national patterns but faces common challenges.

Resumen: Este trabajo aborda la situación actual de la nanotecnología en tres países latinoamericanos: Costa Rica, Uruguay y Venezuela. Se busca caracterizar el trabajo en este campo en esos países y desarrollar una primera aproximación de carácter comparativo. La metodología adoptada incluyó revisión documental y análisis de bases de datos especializadas, fundamentalmente la base StatNano. El artículo describe y compara en los tres países la incorporación de la nanotecnología en la agenda y en las políticas públicas; instrumentos de política, financiamiento, gobernanza y nanoseguridad. Se caracterizaron, asimismo, las actividades de investigación y desarrollo (I+D) en términos de producción científica y de innovación tecnológica. Del estudio realizado surge que las últimas dos décadas han sido el marco temporal de un proceso de creciente institucionalización e internacionalización en el área de la nanotecnología en los países considerados, en los cuales el desarrollo de este campo ha seguido fundamentalmente pautas nacionales, pero enfrenta desafíos comunes.

Resumen En términos generales, es bien conocida la cualidad que poseen algunos polímeros de cambiar sus propiedades físicas y químicas finales mediante la adición de nanopartículas a la matriz polimérica para producir un material compuesto (MC). Esta investigación está basada en la obtención de un MC a partir de ácido poliláctico (PLA) y nanotubos de carbono de pared múltiple (NTCPM), muy empleado en la industria del envasado y dispositivos biomédicos, con el fin de ampliar su perfil industrial. Se desarrollaron cuatro mezclas de PLA y NTCPM, y se empleó polietilenglicol (PEG) como plastificante. Se evaluaron sus propiedades morfológicas, térmicas, mecánicas, termo-mecánicas, espectroscópicas, ángulo de contacto y cristalográficas. Se observó que los MCs presentaron degradación térmica a temperaturas inferiores a la matriz sin NTCPM, así como un aumento en el módulo de flexión y tensión en algunas de las muestras. Así mismo, se observó que los NTCPM pueden aumentar la cristalinidad del material y que, en algunos casos, se incrementa su rigidez, actuando como un aditivo útil para aplicaciones de mayor esfuerzo mecánico que la matriz. Del efecto de agregar PEG en los MC, se determinó que los NTCPM no restringen la movilidad de las cadenas poliméricas y se da un efecto plastificante, lo que permite mayor movilidad de la zona amorfa de las cadenas de polímero, como indica la literatura consultada. Finalmente, se concluyó que a mayores contenidos de NTCPM, se generan mejores valores en el módulo de flexión, esfuerzo máximo de flexión, módulo de elongación, esfuerzo de carga máxima y esfuerzo de ruptura, entre otras propiedades evaluadas.

Abstract The quality of some polymers to change their final physical and chemical properties by adding nanoparticles to the polymer matrix to produce a composite material (MC) is well known. This research is based on obtaining a MC from polylactic acid (PLA) and multi-walled carbon nanotubes (CNTMW), widely used in the packaging industry and biomedical devices, in order to expand its industrial profile. Four mixtures of PLA and CNTMW were developed, and polyethylene glycol (PEG) was used as a plasticizer. Their morphological, thermal, mechanical, thermo-mechanical, spectroscopic, contact angle, and crystallographic properties were evaluated. It was observed that the composites showed thermal degradation at temperatures below the matrix without CNTMW, as well as an increase in the modulus of flexion and tension in some of the samples. Likewise, it was observed that the CNTMW can increase the crystallinity of the material and that, in some cases, its rigidity is increased, acting as a useful additive for applications of greater mechanical stress than the matrix. From the effect of adding PEG in the composites, the CNTMW do not restrict the mobility of the polymer chains and a plasticizing effect occurs, which allows greater mobility of the amorphous zone of the polymer chains. In general terms, it was concluded that at higher CNTMW contents, better values were generated in the flexural modulus, maximum flexural stress, elongation modulus, maximum load stress and rupture stress, among other evaluated properties.

Resumo Alguns polímeros têm a propriedade de alterar suas propriedades físicas e químicas finais, adicionando nanopartículas à matriz polimérica para produzir um composto. Esta pesquisa baseia-se na obtenção de composto partir de ácido polilático (PLA) e nanotubos de carbono de paredes múltiplas (MWCNT), amplamente utilizado na indústria de embalagens e dispositivos biomédicos, a fim de expandir seu perfil industrial. Foram desenvolvidas quatro misturas de PLA e MWCNT e o polietilenoglicol (PEG) foi usado como plastificante. Foram avaliadas suas propriedades morfológicas, térmicas, mecânicas, termo-mecânicas, espectroscópicas, ângulo de contato e cristalográficas. Observou-se que os compostos apresentaram degradação térmica em temperaturas abaixo da matriz sem MWCNT, além de aumento no módulo de flexão e tensão em algumas das amostras. Da mesma forma, observou-se que o MWCNT pode aumentar a cristalinidade do material e que, em alguns casos, sua rigidez é aumentada, atuando como um aditivo útil para aplicações de maior tensão mecânica que a matriz. A partir do efeito da adição de PEG nos compostos, determinou-se que o MWCNT não restringe a mobilidade das cadeias poliméricas e ocorre um efeito plastificante, que permite maior mobilidade da zona amorfa das cadeias poliméricas. Em termos gerais, concluiu-se que, com maiores teores de MWCNT, melhores valores foram gerados no módulo de flexão, tensão máxima de flexão, módulo de alongamento, tensão de carga máxima e tensão de ruptura, entre outras propriedades avaliadas.

Resumen Actualmente ha crecido el interés por la fabricación y caracterización de nanoestructuras de silicio, entre las que se incluye nanohilos, pilares, tubos, conos, partículas, etc; existiendo diversos métodos para generar estas nanoestructuras entre los que se puede mencionar la ablación con láser, la descomposición por evaporación termica, la deposición de vapor químico, entre otros. Las propiedades que exhiben estas estructuras las hacen atractivas para aplicaciones en biomedicina y biotecnología. Estos materiales representan herramientas con un potencial elevado para mejorar las técnicas de diagnóstico y tratamiento de condiciones biológicas especiales. Esta revisión bibliográfica pretende resumir algunos aspectos importantes del diseño fisicoquímico de estos nanomateriales, además de consideraciones toxicológicas de biocompatibilidad, biodistribucíon y la dinamica celular. Finalmente, se hace enfasis en algunas aplicaciones biomíedicas importantes, especialmente en terapia génica, liberación controlada de fármacos, imagenología y biosensores.

Abstract Silicon nanostructures have properties that make them appealing for applications in biomedicine and biotechnology. The fabrication and characterization of silicon nanostructures are currently gaining a lot of attention and they can include nano-wires, whiskers, pillars, tubes, cones, particles, etc. There are several methods to assist the generation of these nanostructures like laser ablation, thermal evaporation decomposition, and chemical vapor deposition, among others. We consider they are highly potential tools for the improving of diagnosis techniques and the treatment of important biological conditions. The objective of this review is to summarize the main aspects of the physicochemical design of silicon nanomaterials, in addition to toxicological considerations regarding biocompatibility, biodistribution and cell dynamics. Finally, we emphasis on important biomedical applications, such as gene therapy, drug delivery, imaging and sensoring.

Resumen La ingeniería de tejidos es una ciencia que busca desarrollar sustitutos de tejido y Órganos para mantener, restaurar o aumentar las funciones de sus contrapartes heridas o enfermas in vivo. El organo cutáneo es el tejido que constituye la mayor extensión en el cuerpo humano, y a la vez es el organo mas externo, lo cual, consecuentemente, hace que sea el árgano más propenso a herirse. Debido a esta problematica las investigaciones y esfuerzos con fines de solucionar este problema son constantes. El enfoque de la revisión es el de presentar métodos recientes a través de los cuales la ingeniería de tejidos, utilizando compuestos biocompatibles, ha logrado una satisfactoria regeneración del órgano cutáneo, esto incluirá la revisión del uso de métodos para la regeneración de tejidos, tales como la impresión 3D y el uso de andamios poliméricos, apósitos biodiseñados y células madre.

Abstract Tissue engineering's inherent purpose is to develop skin and organ substitutes to sustain, restore or enhance wounded or sick skin functions in vivo. The cutaneous organ tissue makes up the largest organ extension within the human body, and it is also the most outward organ, which makes it the most prone to injury. Due to these problems, constant effort and research has been made looking to solve them. The review's focus is to present recent methods through which tissue engineering, using biocompatible compounds, has achieved a successful cutaneous organ healing. This will include the review of tissue engineering methods such as 3D printing and the usage of a polymeric scaffold, wound dressings and stem cells.

Resumen Vesículas a base de L-α-fosfatidilcolina (PC) y mezclas de PC/fosfogliceroles fueron caracterizadas por medio de dispersión de luz dinámica (DLS), microscopía electrónica de barrido-criogénico (Cryo-SEM) y calorimetría de titulación isotérmica (ITC). La incorporación de fosfogliceroles en la formulación de vesículas a base PC disminuyó el tamaño y la polidispersidad de las partículas, debido a un mayor empaquetamiento de las cadenas alifáticas por medio de interacciones de van der Waals. Además, resultó en una disminución significativa de la carga superficial de -75 mV comparada con el potencial Z (ξ) de las vesículas a base de PC. Ambos sistemas fueron modificados usando un polielectrolito catiónico (quitosano) de un peso molecular de 865 kDa y con un grado de desacetilación de 77 %. La naturaleza aniónica de la vesícula fosfolipídica resultó en una efectiva interacción con el polielectrolito catiónico mediante fuerzas del tipo electrostática, la cual fue determinada por medio de ITC. Los resultados fueron complementados mediante la determinación de potencial Z de los sistemas modificados, lo cual demostró que no es necesaria una inversión completa de la carga inicial de la superficie de la vesícula para asegurar el recubrimiento de esta. La adición de concentraciones de quitosano mayores a 0,1 mg/mL condujo a la agregación de las vesículas, lo cual fue demostrado mediante Cryo-SEM y DLS. Este efecto fue más significativo para el sistema basado en dimiristoilfosfoglicerol sal de sodio y quitosano, debido a la fuerte atracción electrostática.

Resumo Vesículas a base de L-α-fosfatidilcolina (PC) e mesclas de PC/fosfogliceróis foram caracterizadas por meio de dispersão de luz dinâmica (DLS), microscopia eletrônica de varredura-criogênico (Cryo-SEM) e calorimetria de titulação isotérmica (ITC). A incorporação de fosfogliceróis na formulação de vesículas a base de PC diminuiu o tamanho e a polidispersão das partículas, devido a um maior empacotamento das cadeias alifáticas por meio de interações de van der Waals. Além disso, resultou em uma diminuição significativa da carga superficial de -75 mV comparada com o potencial Z (ξ) das vesículas a base de PC. Ambos os sistemas foram modificados usando um polieletrólito catiônico (quitosana) de um peso molecular de 865 kDa e com um grau de desacetilação de 77 %. A natureza aniônica da vesícula fosfolipídica resultou em uma interação efetiva com o polieletrólito catiônico através de forças do tipo eletrostática, que foi determinada por meio de ITC. Os resultados foram complementados por meio da determinação de potencial Z dos sistemas modificados, o qual demostrou não ser necessária uma inversão completa da carga inicial da superfície da vesícula para assegurar o recobrimento desta. A adição de concentrações de quitosana maiores a 0,1 mg/mL conduziu à agregação das vesículas, o qual foi demostrado mediante Cryo-SEM e DLS. Este efeito foi mais significativo para o sistema baseado em dimiristoil fosfoglicerol sal de sódio e quitosana, devido à forte atração eletrostática.

Abstract L-α-phosphatidylcholine (PC) and PC/phosphoglycerol based-vesicles were characterized by Dynamic Light Scattering (DLS), Cryo-Scanning Electron Microscopy (Cryo-SEM), and Isotermal Titration calorimetry (ITC). The incorporation of phosphoglycerol into the PC vesicles decreased the size and the polydispersity of the particles, due to an increase of the packing of the aliphatic chains in the layer. This phenomenon has been interpreted in terms of strong van der Waals interactions. The addition of phosphoglycerols resulted in a reduction in zeta potential (ξ) to values of -75 mV, compared to PC based-vesicles. Both systems were modified by using a high molecular weight chitosan (865 kDa) with a degree of deacetylation of 77%. Strong electrostatic interactions between the cationic polyelectrolyte and the vesicles were determined by ITC experiments. The results were reinforced by means of Z potential analysis. It has been demonstrated that a complete inverse of the vesicle surface charge is not required to perform a complete coating of the phospholipid particles. The addition of concentration of chitosan above 0,1 mg/mL induced vesicles aggregation. Aggregated vesicle-polymer structures were visualized by Cryo-SEM and measured by DLS. This behavior was more significant for the PC/DMPG-Na-/chitosan system.

Resumen El tratamiento endodóntico de dientes con desarrollo incompleto es siempre una tarea compleja. Hoy en día, biomateriales como las biocerámicas ofrecen una evidencia clínica prometedora que apoya su uso. Sin embargo, la estandarización de su uso para fines de apexificación todavía necesita una comprensión más profunda del comportamiento de los materiales. El objetivo de esta investigación fue evaluar la adaptabilidad marginal y microfiltración por permeabilidad de gas de los tapones apicales de MTA y Biodentine™ en un modelo in vitro. Materiales y métodos: Veiticuatro dientes humanos uniradiculares fueron seleccionados meticulosamente según criterios de inclusión previamente establecidos. Todas las muestras fueron preparadas con canales cilíndricos internos estandarizados de 1,3 mm de diámetro. Los conductos radiculares fueron gentilmente lavados con hipoclorito de sodio al 5,25% y EDTA al 17%. La estructura dental apical de 3 mm y la coronal restante se seccionó para obtener raíces de 10 mm de longitud. Las raíces se asignaron aleatoriamente a 3 grupos diferentes de la siguiente manera: GRUPO A: MTA (n = 10), GRUPO B: Biodentine™ (n = 10) y Grupo C: Control (n = 1 positivo, n = 3 negativos). El MTA y Biodentine™ se prepararon de acuerdo con las indicaciones de los fabricantes, y se colocaron pasivamente los tapones apicales de 4 mm en los dientes correspondientes. Todas las muestras se almacenaron en solución salina durante 7 días a 37ºC antes de la evaluación. Las muestras se montaron en porta-muestras cilíndricos utilizando resina epóxica. La microfiltración se evaluó con un detector de permeabilidad automática que calcula la difusión de nitrógeno entre la interfase material-raíz. Después de la evaluación de microfiltración, las muestras fueron recuperadas y analizadas por microscopía electrónica de barrido (SEM). Los resultados de microfiltración se analizaron utilizando una prueba estadística de Chi-cuadrado y la adaptación se evaluó con un análisis descriptivo. Resultados: Ninguno de los materiales evaluados evitó completamente la microfiltración de nitrógeno (fuga positiva de 10% y 20% de muestras para MTA y Biodentine™, respectivamente); sin diferencias estadísticamente significativas entre los grupos (p = 0,527). Todos los tapones apicales mostraron una buena adaptación bajo SEM, a 30x, 200x, 1000x y 2500x; con morfologías similares a las previamente reportadas. Conclusiones: ambas biocerámicas se comportan de forma similar cuando se usan como barreras apicales para evitar la permeabilidad de gas, con adaptación marginal aceptable. Se necesitan más estudios in vivo para validar estos resultados.

Abstract The endodontic treatment of teeth with incomplete development is always a complex task. Nowadays, biomaterials such as bioceramics offers promising clinical evidence that supports its use. However, the standardization of its use for apexification purpose still needs a deeper understanding of the materials’ behavior. The aim of this investigation was to evaluate the marginal adaptability and microleakage by gas permeability of MTA and Biodentine™ apical plugs in an in vitro model. Materials and methods: Twenty- four single rooted human teeth were selected according to previously stablished inclusion criteria. All samples were prepared obtaining standard cylindrical internal canals with a diameter of 1.3 mm. Root canals were gently rinsed using 5.25% sodium hypochlorite and EDTA 17%. The apical 3mm and remaining coronal dental structure were sectioned to obtain 10mm roots. Roots were randomly assigned to 3 different groups as follows: GROUP A: MTA (n=10), GROUP B: Biodentine™ (n=10) and Group C: Control (positive n=1, negative n=3). MTA and Biodentine™ were prepared according to manufacturer’s indications, and apical plugs of 4mm were passively placed in the correspondent teeth. All samples were stored in saline solution for 7 days at 37°C before evaluation. Samples were mounted in cylindrical sample-holders using epoxy resin. Microleakage was evaluated with an automatic permeability detector that calculates nitrogen diffusion between the material-root interphase. After microleakage evaluation, the samples were recovered and analyzed by scanning electron microscopy (SEM). Microleakage results were analyzed using Chi-square and adaptation was evaluated with a descriptive analysis. Results: None of the evaluated materials completely avoided the nitrogen microleakage (positive leakage of 10% and 20% of samples for MTA and Biodentine™ respectively); with no statistical significant difference between groups (p=0.527). All apical plugs showed good adaptation under SEM, at 30x, 200x, 1000x and 2500x; with microscopical structures similar to previous reports. Conclusions: Both bioceramics behave similar when used as apical barriers to avoid permeability, with acceptable marginal adaptation. Further in vivo studies are needed to validate these results.

Resumen Los polímeros naturales, como el colágeno y el quitosano, presentan características físicas, químicas y biológicas que los hacen buenos candidatos para usarlos como soportes análogos de matriz extracelular, con potenciales aplicaciones en la ingeniería de tejidos. En el presente trabajo se evaluaron membranas biopoliméricas de colágeno y quitosano de material considerado tradicionalmente de desecho en la industria pesquera, para el cultivo de fibroblastos dérmicos. Se emplearon matrices de 100% colágeno, 100% quitosano y colágeno:quitosano en proporciones 8:2, 2:8, 6:4 y 4:6, obtenidos a partir fuentes alternativas (cáscara de camarón y piel de tilapia). El principal reto para el empleo de estos materiales en aplicaciones biomédicas es su esterilización, para lo cual se evaluaron diferentes métodos, incluyendo tratamientos químicos (etanol, antibióticos y acetona) y físicos (rayos X, radiación UVC). El único procedimiento que permitió la desinfección efectiva sin comprometer la integridad de los biomateriales fue la incubación con antibióticos y antimicóticos durante 48 horas. Además, se confirmó la adhesión y proliferación celular sobre las membranas. Estos resultados demostraron el potencial biomédico de estos materiales.

Abstract Natural polymers such as collagen and chitosan possess physical, chemical and biological characteristics that make them good candidates as extracellular matrix scaffolds with potential applications in Tissue Engineering. In the present work, collagen and chitosan biopolymer membranes made from waste material, were evaluated for dermal fibroblasts cell culture. Several membrane compositions were analyzed, including 100% collagen, 100% chitosan, 8:2, 2:8, 6:4, 4:6 collagen-chitosan, obtained from alternative sources (shrimp shells and fish scales). Given that sterilization is one of the main challenges for using materials and devices in biomedicine, we evaluated different methods to achieve this, including chemical (ethanol, antibiotics and acetone) and physical (X-rays, UVC irradiation) treatments. Antibiotic and antifungal immersion for 48 hours was the only procedure that allowed complete sterilization without compromising the integrity of the membranes. Also, we were able to confirm cellular adhesion and proliferation on the membranes. These results demonstrate the potential of these materials to be used as scaffolds in Tissue Engineering applications.

En este estudio se propone un método sol-gel eficiente para la síntesis de óxido de cerio (IV) nanoparticulado y se comprueba con imágenes AFM. La disolución no presenta impurezas, según revelan los análisis por TGA, FT-IR y XRD. Aplicando la ley de Scherrer, el tamaño promedio del cristalito corresponde a 11 nm, mientras que por DLS muestra un diámetro promedio de 9,55 nm. La viscosidad y concentración de las nanopartículas son directamente proporcionales. Significativamente, resulta más fácil recubrir un sustrato de silicio (110) que uno de aluminio puro, según mediciones de ángulo de contacto. A concentraciones de nanopartículas superiores a 13,74 mg/cm³ la disolución filtra completamente las radiaciones ultravioleta.

We propose an efficient sol-gel synthesis of a nanoparticled cerium oxide (IV) method. AFM micrographs confirm the presence of nanoparticles. Furthermore, TGA, FTIR and XRD measurements validate the absence of impurities. Scherrer’s law reveals a particle size of 11 nm, whereas DLS analysis shows an average diameter of 9.55 nm. Notably, viscosity and concentration behave proportionally. Contact angle measurements show that is more feasible to coat silicon (110) substrate than pure aluminum. Moreover, a filter for ultraviolet radiation is obtained when particle concentrations are larger than 13.74 mg/cm³.

It was carried-out a study for the synthesis and characterization of amorphous cellulose starting from cellulose triacetate. X-rays diffraction was used in order to obtain the cellulose crystallinity degree, also infrared spectroscopy FTIR was used.

Se realizó un estudio para la obtención y caracterización de celulosa amorfa a partir de triacetato de celulosa. Para caracterizar el material obtenido, se determinó el grado de cristalinidad mediante la difractometría de rayos X, además de la espectroscopía de infrarrojo FTIR.

Abstract: In this work we have prepared silicas with different hydrophilicity to reduce the degree of interaction with the polyurethane and analyze the effect on the properties of the composites obtained. A hydrophilic pyrogenic silica was incorporated in different polyurethane adhesives with different relation NCO/OH where the degree of phase separation is enhanced at all polyurethanes, indicating a potential interaction of the silanol groups of the silica by hydrogen bonding with the polymer. Therefore, there should be a variation in properties as polyurethanes response to the presence of the dispersed silica.

Resumen: En este trabajo se prepararon sílices con distinto grado de hidrofilicidad para reducir el grado de interacción con el poliuretano y analizar la incidencia en las propiedades de los materiales compuestos obtenidos. Se incorporó una sílice pirogénica hidrófila a adhesivos de poliuretano con distinta relación NCO/ OH donde el grado de separación de fases se vio favorecido en todos los poliuretanos, indicando una posible interacción de los grupos silanol de la sílice mediante enlaces de hidrógeno con el polímero. Por lo tanto, debería existir una variación de propiedades en los poliuretanos como respuesta a la presencia de la sílice dispersada.