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Publicación Acceso abierto A low-cost multi-technique portable electrochemical device for remote Biosensors(Universidad de los Andes, 2022-06-27) Segura Gómez, Crhistian Camilo; Osma Cruz, Johann Faccelo; 80179442; Merkoçi, Arben; Medina Sánchez, Mariana; González Butron, Edgar Antonio; Cruz Jiménez, Juan Carlos; Centro de Microelectrónica de la Universidad de los Andes (CMUA)The research world is constantly advancing toward new inventions and expanding the knowledge boundaries. This comes with its challenges; for example, the recent increase in remote work worldwide impacts every industry, and science is no exception. One of these implications is that the number of researchers increased faster than in previous years. Not all research facilities are prepared to sustain this increment and do not have enough equipment for everyone to work; the most common factors are cost or space limitations. Some researchers started to develop their own measurement devices designed within the research specifications in consideration and some limits compared to commercial devices. Those devices cost a fraction of the commercial equipment and are built using low-cost components. This yields a great variety of electronics measurement devices; those devices also tend to be smaller than traditional lab equipment. Furthermore, they had lower consumption of power which means simpler and smaller supply sources, which allows the devices to be powered by batteries, thus making them portable. Moreover, some research groups are constantly improving their developments. Some even are open-source projects which allow the community to enhance its capabilities, like the addition of measurement techniques or the ability to make simultaneous measurements with a single device. Others even communicate between devices and from device to PC or smartphone. And with the great options available to store information in the cloud, some researchers create devices that keep the measurements in remote databases for further analysis.Publicación Acceso abierto ADN: Innovación a la Medida(Universidad de los Andes, 2025-05-29) Castellanos Díaz, Julián Andrés; Gallo Herrán, Luz Alba; Cruz Jiménez, Juan Carlos; Garzón Triana, Miguel ÁngelEste trabajo desarrolla y valida la metodología ADN, una herramienta estructurada para evaluar la viabilidad de proyectos de innovación mediante la automatización de procesos organizacionales. A través de un modelo conversacional simulado, se recolecta información directamente de los usuarios sobre actividades, tiempos, dolores y oportunidades de mejora. La propuesta incluye una arquitectura técnica para su implementación, un roadmap de desarrollo, y mecanismos de interacción vía WhatsApp o plataformas web. Con apoyo de herramientas como Lean Canvas y Service Blueprint, se asegura su aplicabilidad en empresas reales, facilitando decisiones basadas en datos y orientadas a la eficiencia operativa.Publicación Embargo An alternative approach for Malassezia-associated skin diseases treatments, a lysine-based emulsion(Universidad de los Andes, 2022-12-13) Ehemann Guerrero, Kevin; Celis Ramírez, Adriana Marcela; González Barrios, Andrés Fernando; 55173226; 71762852; Cruz Jiménez, Juan Carlos; Valderrama Aguirre, Augusto Elías; Grupo de Investigación Celular y Molecular de Microorganismos PátogenosThe development of new therapeutic alternatives is gaining relevance in clinical treatments of different infectious diseases due to increased resistant strains with various resistance mechanisms. For Malassezia, resistance development against traditional antifungal drugs, such as azoles and amphotericin B, has been associated with mechanisms such as gene duplication and overexpression of antifungal targets and efflux pumps. In previous studies from our group, it was determined by in silico deletion of enzymes from a metabolic network reconstruction and in vitro inhibition assays that L-lysine could inhibit M. furfur, M. sympodialis, and M. pachydermatis growth. So, we consider the formulation of a lysine-based emulsion as a possible alternative for Malassezia-associated skin diseases. This study aims to formulate, prepare, and characterize an L-lysine emulsion capable of inhibiting Malassezia growth. The physical characterization of the emulsions consists of evaluating and determining their stability, rheologic properties, and drop size distribution. Meanwhile, the biological characterization describes its cytotoxicity against HEKa cells and in vivo models and its capacity to inhibit Malassezia growth in vitro. The creams have appropriate physical properties as it is stable in time, behave as pseudoplastic fluids, and have a PSD suitable for topical creams. The cream with the highest lysine concentration inhibited Malassezia in vitro at 10 and 5mg/mL. In contrast, at lower concentrations, could be observed an aberrant growth, meanwhile showing a mild cytotoxic effect which diminished when lysine concentration increased both in vitro and in vivo. The creams are stable, have a pseudoplastic behavior, and an adequate PSD as well as having an inhibitory effect on Malassezia's growth and mild cytotoxicity effect on HEKa cells and on Galleria mellonella model.Publicación Acceso abierto Aptamer-based biosensing of bioactive compounds: towards the rational screening of metagenomic libraries(Universidad de los Andes, 2021) Ocasión Martínez, Camila; Reyes Barrios, Luis Humberto; Cruz Jiménez, Juan Carlos; Bloch Morel, Natasha Ivonne; González Barrios, Andrés FernandoLos estudios de metagenómica han sido prometedores porque han conducido al descubrimiento de nuevos bioproductos como enzimas y metabolitos. Sin embargo, este proceso es ineficiente debido a las bajas tasas de transcripción, traducción y la dificultad para detectar los productos de interés. Estos problemas se han estudiado individualmente utilizando soluciones como transposones a modo de promotores, cepas con codones no nativos y biosensores con genes reporteros, respectivamente. Sin embargo, estas estrategias no han mostrado más que resultados parciales y ninguna mejora integrada para cribado de bibliotecas metagenómicas. Este proyecto propone una solución integrada que consiste en una metodología robusta metodología que permite el cribado funcional de bibliotecas metagenómicas utilizando biosensores. Con este propósito, se llevó a cabo un diseño in-silico y la validación de biosensores utilizando el paquete Vienna RNA, Rosetta, AutoDock Vina y GROMACS. La biblioteca de riboswitchs obtenida se clonó en Escherichia coli y tras un cribado, se obtuvieron biosensores para la detección de narigenina. Se demostró que la metodología de diseño y validación in silico e in vitro funciona, se obtuvo una librería de riboswitches para el ligando de interés y el cribado SELEX permitió la identificación de dos potenciales biosensores capaces de detectarlo a bajas concentraciones. Esta metodología integrada demostró ser robusta y eficiente para el diseño y desarrollo de biosensores, que podrían ser integrados en una biblioteca metagenómica para facilitar su cribado funcional.Publicación Acceso abierto Assessment of hematopoietic progenitor cells expansion in an in vitro 3D system(Universidad de los Andes, 2023-12-11) Jaramillo Mejía, Valentina; Cruz Jiménez, Juan Carlos; Muñoz Camargo, Carolina; 52715720; 79949732; Briceño Triana, Juan Carlos; Noris-Suárez, Karem; Facultad de Ingeniería::Grupo de Ingenieria BiomédicaCurrently, various approaches are available for treating hematological disorders, encompassing hematopoietic stem cell transplantation, chemotherapy, targeted therapies, immunotherapy, bone marrow aspirations, and blood transfusions, among others. Despite a notable increase in transplant procedures, more is needed to meet the current demand. Hematopoietic stem/progenitor cell (HSPC) transplantation is a prominent treatment option. Umbilical cord blood (UCB) stands out as a significant source of these cells, offering advantages such as containing more primitive cells, reducing the search time from 3-4 months to 2 weeks, and presenting less stringent requirements for human leukocyte antigen (HLA) compatibility. However, UCB transplantation faces limitations due to the relatively low quantity of stem cells available in a single UCB unit. This project aimed to replicate the bone marrow environment by incorporating mechanical and morphological characteristics into a hydrogel. The evaluation focused on the proliferative capacity of hematopoietic progenitor cells when cultured in vitro within a 3D environment mimicking their physiological niche. The methodology involved embedding cells in a hydrogel created from a decellularized extracellular matrix derived from porcine intestinal submucosa, chemically modified through methacrylate, methacrylate chitosan, and graphene oxide-pegylated. The resulting 3D constructs underwent maturation exposed to early growth factors (TPO, SCF, and Flt3L) and varying oxygen conditions, a critical consideration due to the highly hypoxic microenvironment of the bone marrow, where hematopoietic progenitor cells exhibit enhanced proliferation of 3-fold at day 5. In the same way, the 3D constructs subjected to micro-currents stimulated significant cell proliferation of 6-fold at day 3. To assess changes in the expression of the HIF-1α gene, recognized for activation in hypoxic environments, a Taqman® Gene Expression Assay (qPCR) was conducted. The outcomes suggest that embedding cells in a 3D construct support their expansion, likely attributed to the simulated hypoxic microenvironment that also replicates the mechanical properties of native tissue.Publicación Acceso abierto Assessment of hematopoietic progenitor cells expansion in an in vitro system using 3D bioprinting(Universidad de los Andes, 2022-06-06) Delgado Murillo, Laura Liliana; Muñoz Camargo, Carolina; Cruz Jiménez, Juan Carlos; 52715720; 79949732; Briceño Triana, Juan Carlos; Jiménez Díaz, Elizabeth; Perdomo Arciniegas, Ana María; Cord Blood Bank (CBB) Research Group, IDCBIS; Grupo de Investigación en Nanobiomateriales, Ingeniería celular y Bioimpresión (GINIB), UniandesCurrently, there are several routes to treat hematological diseases, such as bone marrow transplantation, chemotherapies, bone marrow aspiration and biopsy, and blood transfusions, among many others. Despite the considerable increase in the number of transplants, they fail to fully address the current demand. Hematopoietic stem/progenitor cell transplantation emerged as an alternative treatment, which offers as main advantage the possibility of obtaining the required cells from sources other than bone marrow aspiration and biopsy, which are highly invasive and painful procedures. Umbilical cord blood is a well-suited source of such cells, and although they are more primitive than their bone marrow counterparts, they also have limited proliferative capacity. Therefore, this project was dedicated to evaluate the proliferation capacity of hematopoietic progenitor cells when cultured in vitro in a 3D environment that mimics their physiological niche. This was accomplished by embedding the cells in a hydrogel (via 3D bioprinting) made from decellularized extracellular matrix derived from porcine intestinal submucosa that was chemically modified via methacrylation. The obtained 3D constructs were matured under exposure to early growth factors (TPO, SCF and Flt3L) as well as to varying oxygen conditions. This was an important parameter since bone marrow is a highly hypoxic microenvironment, where hematopoietic progenitor cells proliferate at a higher rate. A Taqman® Gene Expression Assay (qPCR) was conducted to elucidate changes in the expression of the HIF-1a gene, which has been reported to express in hypoxic environments. Results suggest that embedding cells in a 3D bioprinted construct favors their expansion most likely due to the mimicked hypoxic microenvironment that also resembled the mechanical properties of the native tissue. This notion needs to be further tested in future assays to continue adjusting the culture conditions for the optimal expansion of hematopoietic progenitor cells.Publicación Acceso abierto Assessment of nasopharyngeal swab impact on a 3D-Printed cavity model with SISMA epithelial and mucosal layers carrying viruses and optimization of synthesis of liposomes loaded with carbon dots using low-cost microfluidics for controlled drug release(Universidad de los Andes, 2025-11-10) Reyes Marín, Germán Raúl; Cruz Jiménez, Juan Carlos; Rodriguez Ospino, Cristian Felipe; González Barrios, Andrés Fernando; Giraldo Trujillo, Luis Felipe; Facultad de Ingeniería::Grupo de Ingenieria BiomédicaThis research addresses critical challenges in the management of upper respiratory tract infections (URTIs) by developing bioengineering platforms for both diagnostic validation and therapeutic delivery. Addressing the lack of standardized protocols for nasopharyngeal sampling, the first phase of this study established an anatomically accurate 3D-printed nasopharyngeal cavity model derived from computed tomography scans. The model utilized VeroBlue and Agilus30 resins to replicate bone and soft tissue mechanics, respectively, and incorporated a functionalized porcine small intestinal submucosa (SISMA) hydrogel to mimic the mucosal extracellular matrix. Rheological characterization confirmed the hydrogel's physiological relevance, exhibiting a storage modulus (G') of 870 Pa and shear-thinning behavior. This platform validated the performance of a novel injection-manufactured swab (Heicon) against commercial flocked swabs. The Heicon swab demonstrated superior efficiency, achieving a sample release mass of 15.34 ± 1.25 µL compared to 10.31 ± 2.97 µL for the commercial control (p = 0.0439), with an effective release percentage of 91.52 ± 8.13% versus 69.67 ± 28.76%. The model further supported a viable Vero cell epithelial layer with a physiological thickness of approximately 60.71 µm. Complementing these diagnostic advances, the second phase optimizes carbon dot-liposome (CDLiposome) synthesis using four microfluidic geometries (Serpentine, SARS, CF, Chambers) by validating COMSOL multiphysics models (Mixture/Euler-Euler) against experimental data. For encapsulation, we demonstrate that the Flow Rate Ratio (FRR) of 2:1 is the dominant parameter, while Total Flow Rate (TFR) is statistically insignificant, allowing high-throughput production (150 mL/h). The Chambers device consistently yields the highest efficiency (≈ 90%). Model validation reveals a critical TFR-dependent conflict: custom-damped RANS models (Custom 2) best predict highTFR scalar mixing, whereas the Laminar model best predicts the low-TFR PIV kinematics. This highlights the limitations of using a single RANS closure for both regimes. Finally, in vitro assays on Vero cells confirm the CDLiposomes are highly biocompatible. Confocal microscopy and pharmacological inhibition studies demonstrate successful internalization primarily via the clathrin-mediated pathway (inhibited by Dynasore), with subsequent trafficking to lysosomal compartments (high Mander's M1 coefficient).Publicación Acceso abierto Aumento del acceso a pruebas clínicas en zonas rurales por medio de dispositivos de bajo costo(Universidad de los Andes, 2021) Alvarado Rueda, Sarai Ilian; Mejía Sepúlveda, Gabriel Mateo; Moreno Bermudez, Danniel Ricardo; Ortiz Calderón, Laura; Salgado Rios, Laura Tatiana; Sánchez Rentería, Santiago; Osma Cruz, Johann Faccelo; Cruz Jiménez, Juan Carlos; Bigio Roitman, DavidLas pruebas clínicas de laboratorio, y particularmente los exámenes de sangre, son una herramienta fundamental para el diagnóstico de un gran número de condiciones patológicas prevenibles o tratables. No obstante, más del 84% de los municipios de Colombia no cuentan con un laboratorio clínico capacitado para realizar estas pruebas, lo que obliga a sus habitantes a movilizarse por sus propios medios a centros especializados distantes y perpetua la inexistencia del cuidado preventivo de la salud en las regiones rurales del país. A raíz de esto, se identificó la necesidad por una forma de aumentar la tasa de detección temprana de enfermedades en comunidades rurales, de tal manera que se disminuya la asistencia a urgencias por condiciones prevenibles detectables en sangre. Con hem pretendemos integrar los campos de la microfluídica, la química colorimétrica y el procesamiento de señales ópticas para fabricar un dispositivo portable y de bajo costo capaz de detectar y cuantificar determinados analitos en sangre. Nuestra propuesta consiste en un pequeño papel filtro impregnado con agentes aglutinantes, de manera que se realice un preprocesamiento local de una muestra diminuto de sangre, y con reactivos colorimétricos, de manera que se genere una coloración proporcional a la concentración en la muestra. Complementariamente, se propone un circuito electrónico acoplado a un sensor reflectométrico capaz de medir cambios discretos de color. Como prueba concepto, buscamos validar el funcionamiento del sistema sobre la glucosa.Publicación Acceso abierto Biograph : apósitos a base de submucosa intestinal porcina (SIS) y grafeno para la regeneración de úlceras diabéticas(Universidad de los Andes, 2017) Cárdenas Bonilla, Laura Lorena; Martínez Solano, Fabian Enrique; Monroy Lizarazo, Silvia Daniela; Serna Méndez, Julián Andrés; Torres Acuña, Henry Daniel; Hernández Pico, Yenny Rocío; Cruz Jiménez, Juan Carlos; 79949732; Briceño Triana, Juan CarlosLa diabetes es una condición crónica no transmisible que afecta a cerca de 3 millones de personas en Colombia. Entre sus complicaciones más frecuentes están la neuropatía periférica y la insuficiencia vascular que, en combinación con fricción, presión o traumatismos en las extremidades inferiores, pueden causar úlceras de pie diabético. Estas heridas están caracterizadas por ser de difícil sanación, ser muy propensas a infecciones, y tener un considerable riesgo de amputación, estas dos últimas debidas al manejo que se les da. Frente a esta problemática se propone el desarrollo de una terapia combinada de electro-estimulación con esponjas a base de submucosa intestinal porcina (SIS) y grafeno. Teniendo en cuenta las propiedades de regeneración tisular de la SIS, la conducción eléctrica y el efecto antimicrobiano del grafeno, y el efecto en la migración celular de la estimulación eléctrica, se espera que el producto disminuya el tiempo de sanación y disminuya el riesgo de infección de úlceras de pie diabético...Publicación Acceso abierto Breast cancer diagnosis and prognosis improvement based on a complete gene expression profile and ancestry(Universidad de los Andes, 2023-06-06) Stepanian Rozo, Johanna; Zabaleta, Jovanny; Duitama Castellanos, Jorge Alexander; 80721433; 71694929; Rivera Escobar, Hernán Mauricio; Cruz Jiménez, Juan Carlos; TICSwBreast cancer (BC) is the first leading cause of death in women around the world. Accurate subtyping of BC based on gene expression is crucial for optimizing treatment strategies. This study aims to improve BC subtyping by integrating comprehensive gene expression profiles and ancestry information. We acquired and analyzed a dataset of 406 RNA-Seq samples sequenced from patients with diverse ancestries, geographical origins, and ethnicities, combining 318 publicly available samples with 88 new samples. RNA-Seq from breast tumor data were used to genotype 10,397 SNPs and predict ancestries using the software ADMIXTURE, and combining the RNA-seq genotype calls with calls from the 1000 genomes project. We ran the genefu R package for predicting PAM50 subtypes, and recreated the results using the supervised machine learning algorithms random forest (RF) and support vector machine (SVM), achieving accuracy rates of 0.95 and 0.92, respectively. We integrated ancestry prediction to supervised machine learning experiments resulting in less favorable metrics, achieving accuracy values of 0.86 and 0.85 for RF and SVM, respectively. Additionally, we observed discrepancies between the assigned PAM50 subtypes, the gene expression patterns, and ancestry prediction. To overcome possible biases in the genefu predictions, we investigated the clusters obtained following an unsupervised machine learning strategy, based on the K-means algorithm. The results suggest novel gene expression-based subgroups within breast cancer tumors, where a part of the variance is explained by ancestry. In conclusion, this study highlights the importance of integrating gene expression profiles and ancestry information in BC clustering, contributing to understanding BC heterogeneity. The findings presented lay the groundwork for improved treatment decision-making in BC management.Publicación Restringido Buforin II-Escherichia coli's DNA interactome: Routes to elucidate the molecular mechanisms of its antimicrobial activity(Universidad de los Andes, 2021) Rubio Olaya, Daniela; Cruz Jiménez, Juan Carlos; Bloch Morel, Natasha Ivonne; González Barrios, Andrés FernandoThe increase of multi-resistant bacteria in the last decade has become a global health issue that requires the development of alternative treatments. Antimicrobial peptides are of great interest due to their high effectiveness and differential mechanisms.Buforin II (BUFII) is a 21 amino acid antibacterial peptide that is thought to kill bacteria by entering across the membrane and interacting with intracellular molecules that are possibly involved in vital mechanisms. However, these specific interactions are still unknown, and thus far no reports are available in targeted regions or DNA sequences associated with bacterial death. Here, we proposed a study of the interaction between BUFII and the DNA of Escherichia coli using molecular, spectroscopic and microscopic techniques, complemented with whole genome sequencing. We developed an in vitro method to identify the Escherichia coli DNA interactome with BUFII using the BUFII-magnetite nanobioconjugates. This approach allows taking advantage of the strong magnetic response of the conjugates to isolate the interacting moieties. The complete biophysical study conducted here allowed us to put forward the notion that BUFII interacts with DNA very strongly most likely due to electrostatic interactions. As a result, the BUFII-DNA pair can form spherical supramolecular complexes with nanoscale dimensions where DNA is likely supercoiled. The pull-down approach introduced here along with the complementary biophysical techniques might be helpful to improve the rational peptide design and discovery by providing a more robust set of recommendations regarding the targeted interactions with bacterial components responsible for resistance.Publicación Embargo Caracterización mecánica, modelamiento computacional y diseño en ingeniería de hisopos nasofaríngeos para aplicación clínica(Universidad de los Andes, 2022-06-23) Riveros Cortés, Ruth Alejandra; Casas Rodríguez, Juan Pablo; Cruz Jiménez, Juan Carlos; 79752119; 79949732; Integridad EstructuralLa infección por SARS-CoV-2 ocurre principalmente en las vías respiratorias y genera la enfermedad COVID-19 con síntomas similares a una gripa o neumonía, siendo los más comunes tos seca, fiebre, y en caso más severos, dificultad para respirar y disminución crítica de la saturación de oxígeno en sangre. Su detección temprana fundamental como medida de contención de la emergente pandemia mundial por COVID-19. No obstante, existe un desabastecimiento mundial de elementos y reactivos para recolección de muestra nasofaríngea dado que los líderes en el mercado de hisopos nasofaríngeos son COPAN en Italia y Puritan en Estados Unidos con un marcado oligopolio. Frente a lo anterior, surge una alianza entre la academia y la industria para desarrollar hisopos nasofaríngeos que cumplan con los requerimientos mecánicos y biológicos para prueba recolección de muestra con protocolo de hisopado y detección del virus SARS-COV-2 por prueba PCR. Este proyecto buscó evaluar el comportamiento mecánico de prototipos de hisopos nasofaríngeos mediante modelos computacionales con el fin de proponer una geometría que cumpla los requerimientos para aplicación clínica. Se realizó la caracterización física y mecánica del prototipo actual del hisopo nasofaríngeo a base de PEBA de la empresa PLASTINOVO S.A.S. A partir de los parámetros cuantificados, se desarrollaron modelos computacionales de elementos finitos en el software ANSYS Structural para estudiar el comportamiento bajo flexión de los hisopos nasofaríngeos. Una vez refinados los modelos, se estudió una nueva geometría con reducción del 60% del diámetro en el punto de quiebre. Se desarrolló una plataforma in silico de elementos finitos con dos fuentes de no linealidad calibrada para evaluar el desempeño de prototipos de hisopos nasofaríngeos sometidos a prueba de flexión. Se encontró que los hisopos son seguro para protocolo de hisopado al encontrar esfuerzo máximo principal y deformación máxima principal inferiores a los valores de valores críticos para fractura de esfuerzos y deformaciones del PEBA.Publicación Acceso abierto Cell penetrating and antibacterial nanobioconjugates based on immobilized BUF-II on polyetheramine (PEA)-modified magnetite nanoparticles(Uniandes, 2019) Pérez Pineda, Jessica Giovanna; Cruz Jiménez, Juan Carlos; González Barrios, Andrés Fernando; Bloch Morel, Natasha IvonneEn la actualidad uno de los mayores retos en el área de farmacología es el desarrollo de sistemas de entrega de medicamentos a partir de moléculas terapéuticas de manera controlada y localizada sin causar daño a los tejidos o células circundantes. Adicionalmente, uno de los objetivos de estos vehículos es la de mejorar la eficiencia de entrada a las células blanco. Los sistemas utilizados actualmente son poco específicos y presentan bajas tasas de liberación debido a que no son capaces de cruzar las membranas celulares. Por esta razón, se busca mejorar los vehículos de liberación utilizando moléculas con capacidad de traslocación e inmovilizados junto con el componente activo o medicamento, como una forma de mejorar los problemas anteriormente mencionados. Una de estas moléculas translocantes Buforina II (BUF-II), el cual en estudios recientes por nuestro Grupo de investigación GINIB se ha encontrado que tiene la capacidad de atravesar la membrana de las células mamíferas. Por esta razón, BUF-II se inmovilizó en nanoparticulas de magnetita preparadas por el método de coprecipitación de cloruros de hierro; para preservar la actividad translocante del nanoconjugado, se realizó un recubrimiento superficial con PEG oxidado utilizando KMnO4. BUF-II fue conjugada con ayuda de EDC y NHS en la superficie de las nanopartículas y para validar eficiencia de conjugación se realizaron pruebas de termogravimetría utilizando el TGA y espectroscópicas vía FTIR. Además de realizar análisis microscópicos con TEM y SEM y de dispersión de tamaño de partícula DLS. Al mismo tiempo se evaluó la biocompatibilidad, habilidad de translocación y de formación de endosomas intracelulares de los nanoconjugados en células de mamífero utilizando microscopía confocal y ensayos de viabilidad celular. Los resultados de biocompatibilidad mostraron una viabilidad celular mayor al 75%, y un porcentaje de hemolisis inferior al 10%.Publicación Acceso abierto Chitosan-based adhesive dressing: transdermal drug delivery for the treatment of venous ulcers(Universidad de los Andes, 2021) Cárdenas Bonilla, Laura Lorena; Briceño Triana, Juan Carlos; Cruz Jiménez, Juan Carlos; Álvarez Solano, Óscar Alberto; Muñoz Camargo, CarolinaUn reto constante en el sector de la salud es la sanación de úlceras venosas de forma eficiente buscando prevenir complicaciones que afecten la calidad de vida de los pacientes. Las úlceras venosas son lesiones en la piel de geometrías irregulares, con un proceso lento de re-epitelización, alta probabilidad de infectarse y la mala sanación puede conllevar a la recidiva. Como solución se creó un apósito de submucosa intestinal porcina, quitosano y ácido hialurónico que es capaz de promover la regeneración del tejido. Sin embargo, la no adhesión de los apósitos en la zona de herida es uno de los inconvenientes actuales que dificultan el correcto uso. Por lo tanto, en el presente estudio se propone, diseña y evalúa in silico un vendaje adhesivo biodegradable de quitosano capaz de liberar medicamentos como la indometacina. El diseño propuesto del vendaje tiene la capacidad de adherirse, proteger la zona de posibles infecciones y permitir la observación de la herida para controlar el proceso de sanación sin necesidad de retirar el vendaje. Con el objetivo de estudiar la difusividad de indometacina a través de la piel al ser liberada por el parche interno del vendaje adhesivo se evaluó un modelo sencillo con la ley de Fick y se observó a los 4 meses que el medicamento se había distribuido a lo largo de la capa de la piel y se estimó la liberación completa del medicamento en diez (10) meses.Publicación Acceso abierto Computational analysis, production and purification of OmpG and OmpN as two novel protein candidates for cell membrane translocation(Universidad de los Andes, 2020) Agudelo González, Samuel; González Barrios, Andrés Fernando; Fernández Niño, Miguel Ángel; Mongui Cruz, Alvaro; Cruz Jiménez, Juan CarlosThe results obtained with the OmpA as a protein that can be translocated in cell membrane has caused interest in identifying if there are other proteins that could be translocated in a more efficient way. In this study two outer membrane proteins (OmpG and OmpN) were analyzed in silico to identify if one of they could be a proper candidate for being translocated in the membrane. Computational analysis of both proteins pointed out that they have physicochemical properties that make them proper candidates for being translocated in cell membrane as high levels of hydrophobicity and the charge surface. Therefore, they were produced and purified by affinity between a histidine tag and an immobilized metal in magnetic beads. Finally, the results indicate that OmpN could be the protein that might be more suited for future biomedical applications of the porins.Publicación Acceso abierto Computational fluid dynamics (CFD) simulations applied to the design of passive mixing microfluidic systems(Universidad de los Andes, 2020) Flórez González, Sergio Leonardo; Osma Cruz, Johann Faccelo; Cruz Jiménez, Juan Carlos; Reyes Barrios, Luis Humberto; Giraldo Trujillo, Luis FelipeLas simulaciones de dinámica de fluidos computacional de microfluidos y microsistemas permiten diseñar y probar rápidamente el rendimiento de múltiples prototipos identificando las variables que más impactan en la eficiencia del dispositivo para una tarea en particular. Este trabajo tuvo como objetivo implementar simulaciones multifísicas para ayudar a prototipar dos sistemas de microfluidos diferentes para mezcla pasiva. Primero, un microsistema de bajo costo para la síntesis de nanopartículas de magnetita mediante coprecipitación química. En segundo lugar, un microrreactor toroidal para llevar a cabo la degradación continúa de tintes en aguas residuales basada en enzimas, utilizando nanopartículas magnéticas. Las simulaciones mostraron diferentes cambios en los perfiles de velocidad, la tasa de corte y la mezcla homogénea en cada dispositivo probado. Estas variaciones en el comportamiento del fluido pueden mejorar la formación de nanopartículas controlando su crecimiento. Así mismo, el microsistema toroidal, con la implementación de un campo magnético permanente, aumenta el tiempo de retención de las nanopartículas en el dispositivo, aumentando la interacción y el tratamiento de las aguas residuales. El uso de herramientas computacionales permite determinar de manera rápida y económica el impacto de los cambios en la configuración geométrica de los sistemas en su desempeño general.Publicación Acceso abierto Conversational model for music therapy treatment for preterm children(Universidad de los Andes, 2024-05-31) Buliard, Marine; Manrique Piramanrique, Rubén Francisco; Rueda Rodríguez, Sandra Julieta; Cruz Jiménez, Juan CarlosThis study aims at building and evaluating a chatbot fine-tuned for music therapy for neonatal infants. Indeed, numerous sources show the positive impact of music therapy on patients’ health and well-being, despite this specialty being underemployed in some areas of the world, and with the development of conversational models and Large Language Models, the potential in the medical field is immense and has already sparked interest among the scientific community. However, due to the sensitivity of the data and the potential risks for the patients, medical chatbots must be used with extreme caution to make sure the answers they provide are correct. To tackle the issue, this research will explore two ways of adapting a general language model and its parameters to improve the accuracy of the generated answers: fine-tuning and the RAG architecture, which uses an external database filled with music therapy papers to support the accuracy of the answers. The goal is to compare the quality of the answers from several models we built and to determine the impact of various features such as prompting and treatment strategies. We can then use these findings to determine the strengths and weaknesses of these models to be able to reduce them, thus assisting music therapists in real-life situations.Publicación Acceso abierto CRISPR-Cas9 gene-editing tool delivered by cell-penetrating, pH-responsive, core/shell magnetite/silver nanoparticles : an approach for antibiotic resistance spread control in wastewater treatment systems(Universidad de los Andes, 2020) Moreno De la Hoz, Rodolfo José; Husserl Orjuela, Johana; Reyes Barrios, Luis Humberto; Cruz Jiménez, Juan CarlosMicrobial resistance to antibiotics is one of the biggest threats to human health as common infections are becoming harder to treat. As a prevention strategy, reducing the presence of antibiotic-resistant microorganisms (ARMs) in the environment and the dissemination of their genes becomes a matter of great importance. A genetic approach using the CRISPR-Cas9 gene-editing tool arises as a promising alternative to control resistance spread in wastewater treatment plants (WTPs), which have been identified as the main hotspot of dissemination. Vector-mediated gene delivery methods have gained much interest for this purpose, being nanoparticles (NPs) a suitable non-viral alternative. Here, we propose the development and evaluation of core/shell magnetite/silver nanoparticles functionalized with a pH-sensitive polymer (pDMAEMA) with DNA loading and releasing capabilities and conjugated with buforin-II as a cell translocating peptide aider as nanostructured vehicles for bacterial transformation (Buf-pH-MSNPs). Characterization of synthesized NPs via FTIR and TGA confirmed successful conjugations of pDMAEMA and buforin-II. The size of agglomerates in aqueous solution was determined via DLS, while individual particles size in the dry state was determined via SEM and TEM micrographs. A DNA loading and delivery assay showed a high NPs' carrying capacity and delivery efficiency. An antimicrobial activity assay assured high cell viability at low NPs' concentrations. This study shows the efficacy of Buf-pH-MSNPs as gene nanocarriers by achieving a successful transformation of a considerable number of bacterial cells. Future research must be done to determine and improve the NPs' performance under wastewater conditions, evaluate its implementation on scaled-up wastewater treatment systems and its possible impact on natural environmentsPublicación Restringido Decreased energy impact on Life Cycle Assessment (LCA) of ceramic tiles using nanoparticles(Universidad de los Andes, 2024-11-19) Saavedra Torrado, Euler Leonardo; Osma Cruz, Johann Faccelo; Vélez Cuervo, Camilo; Hua, Inez; Ayala García, Camilo; Cruz Jiménez, Juan Carlos; Vesga Fajardo, RafaelOne of the main aspects of the ceramic tile industry is the intensive energy consumption required in its processes to manufacture different products. This high energy demand, coupled with the associated costs and CO2 emissions, poses significant challenges to the sustainability of the industry. The high consumption of electrical and thermal energy is associated with each of the manufacturing processes, driven by both electrical power and various fossil fuels in the form of hot gases. In recent years, there has been a growing interest in the ceramic tile industry in reducing energy intensity and material consumption, leading to the implementation of life cycle assessment (LCA) studies for ceramic tiles. The industry has explored alternatives such as the use of residual heat, renewable energies, and thickness reduction to improve energy efficiency. There is also a need to explore further alternatives, including the incorpora- tion of nanoparticles into ceramic materials, to reduce the life cycle impact of ceramic tile manufacturing. This study aims to explore the feasibility of using nanoparticles to reduce the life cycle impact of ceramic tiles. The LCA approach in this research explores various alternatives to mitigate environmental and economic impacts through the incorporation of nanoparticles. By adopting a “cradle to gate” approach and a systematic methodology, this study leverages technological innovation management to understand the system’s components and their interactions. The analysis includes strategies such as reducing the thickness of the tiles, thereby improving mechanical resistance, and increasing thermal conductivity. These enhancements are achieved through an innovative mixture of ceramic materials and nanoparticles, aimed at reducing the overall life cycle impact of ceramic tile production. The findings of this research indicate that incorporating nanoparticles can significantly reduce energy consumption during the tile manufacturing process and decrease GHG emissions. Additionally, improvements in the durability and strength of the tiles were observed, adding value to the final product. This thesis provides a detailed analysis of the environmental and economic impacts of these innovations, proposing a sustainable model for the ceramic industry in Colombia. The results underscore the potential for magnetite nanoparticles to contribute to a more sustainable ceramic tile industry, aligning with global efforts to mitigate climate change and promote environmental stewardship. The comprehensive analysis conducted in this thesis highlights the significant potential of inte- grating magnetite nanoparticles into the ceramic tile manufacturing process. This integration not only addresses critical environmental concerns but also enhances the product’s performance and market competitiveness. Through a detailed examination of the life cycle impacts and the development of innovative production techniques, this research offers valuable insights and practical solutions for advancing the sustainability of the ceramic tile industry in Latin America.Publicación Acceso abierto Desarrollo de nanobioconjugados a partir de nanopartículas de magnetita (MNP's) como vehículo de transporte de Idebenona (IDE) y estudio de capacidad antioxidante(Universidad de los Andes, 2023-11-30) García Mape, Jonatan; Reyes Barrios, Luis Humberto; Cruz Jiménez, Juan Carlos; Díaz Ramírez, Erika Alejandra; 91161254; 79949732Los antioxidantes desempeñan un papel fundamental en la prevención y tratamiento de diversas enfermedades autoinmunes sistémicas, siendo la Idebenona (IDE) uno de los antioxidantes más potentes y efectivos. Sin embargo, sus propiedades fisicoquímicas desfavorables, como su alta afinidad por las grasas y baja solubilidad en agua, impactan negativamente en su biodisponibilidad tras la aplicación tópica, parenteral y oral. Este estudio propone la utilización de nanobioconjugados elaborados a partir de nanopartículas de magnetita (MNP's) como vehículos de transporte para la IDE, además el estudio de capacidad antioxidante de los nanobioconjugados con IDE. Se llevaron a cabo la síntesis de las MNP's mediante coprecipitación química, seguida de la silanización para la liberación de grupos aminos en la superficie de las nanopartículas. Posteriormente, se conjugó la IDE en la superficie, inmovilizándola en las MNP's-Si recubiertas con polietilenglicol diamina (PEG) y ácido 3-[(2-aminoetil)ditiol]propiónico (AEDP). La síntesis de las MNP's, así como la silanización y las inmovilizaciones, se confirmaron mediante espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) y análisis termogravimétrico (TGA). El análisis mediante FTIR confirmó la silanización y la formación de enlaces Si-O y Si-OH, mientras que los modos vibracionales Amida I indicaron una eficiente conjugación de IDE. Por otro lado, el Análisis TGA reveló una pérdida del 7.5% a 200°C debido a la desorción de agua en las MNP´s, con pérdidas adicionales en aquellas funcionalizadas con PEG, AEDP e IDE, evidenciando diferentes rangos de temperatura para cada caso. La caracterización del tamaño y la forma de las partículas se verificó con imágenes de dispersión dinámica de luz (DLS), esta reveló los diámetros hidrodinámicos promedio de las nanopartículas en distintas etapas del proceso de funcionalización. Las MNP´s y MNP´s-Si exhibieron un diámetro de 106 nm y 143 nm respectivamente, mientras que la introducción de PEG aumentó este valor a 150.5 nm en las MNP´s-Si-PEG. Con la adición de AEDP, se observó un ligero incremento a 153.7 nm en las MNP´s-Si-PEG-AEDP. La conjugación final con IDE condujo a un diámetro hidrodinámico promedio de 156.9 nm en las MNP´s-Si-PEGAEDP-IDE. Finalmente, se evaluó la actividad antioxidante del nanobioconjugado mediante la transferencia de electrones utilizando 2,2-azinobis-3etil benzotioazolín-6-sulfónico (ABTS) y 2,2-difenil-1-picril-hidrazil-hidrato (DPPH), se evidenció una sobresaliente capacidad antioxidante en las nanopartículas funcionalizadas, destacándose mediante la determinación de los valores de IC50 y μgAA/μg. En la prueba ABTS, se observó un valor de IC50 = 43.90 μg/ml en las MNP´s-Si-PEG-AEDP-IDE, indicando una eficiente neutralización de radicales. De manera complementaria, el ensayo DPPH reveló un valor de IC50 = 13.01 μg/ml. Por ultimo los μgAA/μg para DPPH y ABTS fueron 8.84 μgAA/μg y 3.20 μgAA/μg respectivamente.