Keywords: Nanotecnoogia verda, nanofils de tel.luri Green nanotechnology, tellurium nanowires Nanotecnologia verde, nanohilos teluro

Title in different languages: Nanotecnologia verda per l'apliació de nanofils de tel.luri en biomedicina Green nanotechnology for the application of tellurium nanowires in biomedicine Nanotecnología verde para l'apliación de nanohilos de teluro en biomedicina

Subject areas: Enginyeria química Chemical engineering Ingeniería química

Confidenciality: No

Academic year: 2018-2019

Work's codirector: Rosell Riu, Jordi

Student: Vernet Crua, Ada

Department: Enginyeria Química

Work's public defense date: 2018-07-31

TFM credits: 24

Project director: Webster, Thomas J.

Abstract: Els mètodes fisicoquímics per la producció de compostos i drogues que s’utilitzen per combatre problemes al sistema mèdic, són fàcils i senzills. Tanmateix, hi ha un cost associat a aquests mètodes que necessita ser solucionat, per exemple, la producció de productes secundaris i la falta de biocompatibilitat. Així doncs, es necessiten nous mètodes i la síntesis verda s’ofereix com una nova solució aconseguint un disseny eco-friendly en la producció i ús dels productes químics. La resistència als antibiòtics, coneguda com l’habilitat de les bactèries per formar resistència contra els antibiòtics, pot esdevindré de manera fàcil degut a mutacions quan son exposades a ells. El resultat deriva en la pèrdua de la eficiència contra els tractaments, incrementant la possibilitat que una infecció bacteriana no tingui cura. A mes a mes, el càncer – conegut com el creixement incontrolable de cèl·lules mutades que pot acabar en la formació de tumors – afecta mes de 2 milions d persones. En ambdós casos, la nanotecnologia pot ser la solució, majoritàriament degut al seu elevat rati àrea-volum que permet una elevada reactivitat, juntament amb la possibilitat de penetrar les cèl·lules. Conseqüentment, hi ha una necessitat de produir nous agents antimicrobians, anticancerós i biocompatibles sense l’ús de mètodes tradicionals, per la qual cosa la síntesis verda podria ser la solució. En la present tesis, diferents tipus de nanostructures – centrant-se en els nanofils de tel·luri – han sigut sintetitzats, caracteritzats i provats contra bactèries i cèl·lules cancerígenes i els resultats s’han mostrat en dos articles diferents. D’aquesta manera, aquest estudi suggereix que la síntesis verda per produir nanofils de tel·luri i nanopartícules metàl·liques no nomes pot reduir l’efecte negatiu per al medi ambient, sinó que a demés pot solucionar nombroses aplicacions al sistema mèdic. The traditional physico-chemical approaches for the synthesis of compounds and drugs that are used for healthcare concerns are facile and straightforward. Nevertheless, there is a cost associated with these approaches that needs to be overcome, such as the production of toxic by- products and the non-biocompatibility of the products. Therefore, new methods are needed, and green chemistry offers a suitable and novel answer, achieving a safe and environmentally-friendly design, manufacture and use of chemical products. There are also significant concerns, one of which is antimicrobial resistance (AMR). AMR is known as the ability of bacteria to form a resistance towards antibiotics, and it can easily occur due to mutations when they are exposed to antibiotics. This results in a cessation of efficiency and efficacy of treatments, increasing the possibility to get a bacterial infection without having an available cure. Moreover, cancer – known as an incontrollable growth of mutated cells ending with the creation of spreadable tumors – affects more than 2 million people per year. In both cases, nanotechnology can be the answer, mainly because of their high surface area-tovolume ratio, which enables an extraordinarily high reactivity, together with the possibility of functionalization to penetrate cells. Therefore, there is a high necessity to develop new antimicrobial, anticancer and biocompatible agents without the use of traditional chemistry, for which green chemistry may provide the solution. In the present thesis, different types of nanostructures – focusing on tellurium nanowires – were synthesized, characterized and tested against bacteria and cancerous cells, and results were shown in two articles and a supporting information report. In this manner, this study suggests that green chemistry approaches for producing tellurium nanostructures and metallic nanoparticles, may not only reduce adverse environmental effects resulting from traditional synthetic chemistry methods, but also may be more effective in numerous healthcare applications such as antimicrobial or anticancer agents. Los métodos fisicoquímicos para la producción de compuestos y drogas que se usan para combatir los problemas del sistema médico son fáciles y sencillos. Sin embargo, hay un coste asociado con estos métodos que necesita ser solventado, por ejemplo, la producción de productos secundarios i la falta de biocompatibilidad. Así pues, se necesitan nuevos métodos y la síntesis verde se ofrece como una solución novedosa consiguiendo un diseño eco-friendly en el diseño, manufacturación y uso de los productos químicos. La resistencia antimicrobial, conocida como la habilidad de las bacterias para formar resistencia contra los antibióticos, puede ocurrir fácilmente debido a mutaciones cuando son expuestos a ellos. El resultado deriva en una perdida de la eficiencia contra los tratamientos, incrementando la posibilidad de que una infección bacteriana no tenga cura. Además, el cáncer – conocido como el crecimiento incontrolable de células mutadas que termina en tumores – afecta a mas de 2 millones de personas al año. En ambos casos, la nanotecnología puede ser la solución, mayormente a cause de su elevado ratio área-volumen que permite una elevada reactividad, juntamente con la posibilidad de penetrar en las células. Consecuentemente, hay una necesidad de producir nuevos agentes antimicrobiales, anticancer y bicompatibles sin el uso de los métodos tradicionales, por lo cual la síntesis verde podría ser la solución. En la presente tesis, diferentes tipos de nanoestructures – centrándose en nanohilos de teluro – fueron sintetizados, caracterizados y probados en bacterias y células cancerígenas y los resultados han sido divididos en dos artículos. De esta manera, este estudio sugiere que la síntesis verde para producir nanohilos de teluro y nanoparticulas metálicas, no solo puede reducir los efectos negativos del medio ambiente, sino que puede solventar numerosas aplicaciones en el sistema medico.

Subject: Enginyeria química

Entity: Universitat Rovira i Virgili (URV)

Language: Anglès

Education area(s): Nanociència, Materials i Processos - Tecnologia Química de Frontera 

Title in original language: Green nanotechnology for the application of tellurium nanowires in biomedicine

Creation date in repository: 2019-06-25