https://hdl.handle.net/11000/6 2026-05-27T04:47:11Z 2026-05-27T04:47:11Z Salazar Bermeo, Julio Esteban https://hdl.handle.net/11000/39960 2026-05-27T01:04:13Z 2026-05-26T08:07:53Z

Título : Molecular profile of polysaccharides from upcycled products: Digestive, physiological, biological, and prebiotic properties Autor : Salazar Bermeo, Julio Esteban Resumen : Upcycling fruit by-products demands careful monitoring of processing technologies to yield physiologically active molecules, such as (poly)phenols and dietary fibre (DF) prebiotics , with proved bioactive potential. Upcycling by-products must ensure besides consumer acceptability, appropriate digestibility, and fermentability, contributing to gut microbiota modulation and intestinal health. Additionally, bioactive compounds must be metabolized through efficient biochemical pathways to confer health benefits and mitigate disease risks. Persimmon (Diospyros kaki Thunb.) fruit by-products offer a distinctive profile as a model system for upcycling bioactive compounds research. Persimmon by-products, rich in (poly)phenols, carotenoids, and DF, represent a valuable resource for biotechnological, nutraceutical, pharmaceutical, and food applications. Across this thesis, we have revealed, in four chapters, the potential of persimmon upcycled DF for applications ranging from epithelial modulators to nutraceutical delivery systems through the optimization of novel extraction technologies, the bioactive potential of extracted fractions, and their molecular interactions. In the first chapter, we studied the health benefits of persimmon processed by-products, particularly its prebiotic properties and impact on gut health. Through in vitro digestion and fermentation with probiotic strains like Lactobacillus casei and Bifidobacterium bifidum, persimmon fibres promoted the production of short-chain fatty acids, particularly butyrate; short fatty acids are studied for maintaining gut health, as they support intestinal epithelial integrity and reduce inflammation. Further studies using Caco-2 cell monolayers demonstrated the fibre's ability to enhance intestinal barrier function by increasing trans-epithelial electrical resistance (TEER) values. The antioxidant properties of persimmon obtained fibres were another focal point of this thesis. Rich in (poly)phenols and carotenoids, the extracted fractions exhibited strong radical-scavenging activity when measured by DPPH• and ABTS•+ radical assays. Novel extraction technologies played a pivotal role in the second and third chapter. Ultrasound assisted extraction (UAE), Natural deep eutectic solvents (NADES) and Vacuum instantaneous expansion (USEX), were employed to maximize the extraction of bioactive compounds while preserving their structural integrity. These techniques yielded polysaccharides and phenolic compounds with enhanced antioxidant activity and fermentability. USEX was combined with UAE to optimize the processing of rhamnogalacturonan-I (RG-I) polysaccharides. This coupling significantly optimized antioxidant activity and ζ-potential, creating a stable and functional polysaccharide matrix for various applications. Structural and biochemical profiling of these polysaccharides using mass spectrometry, infrared spectroscopy, and microscopy analyses revealed information about their composition and properties. In the second chapter, persimmon fibre's bioactive potential studies extended beyond health benefits into functional applications. We incorporated DF fractions into prototype functional beverages, including isotonic and dairy-based drinks. Enriched beverages not only met consumer preferences for taste and texture but also delivered enhanced nutritional benefits. Sensory evaluations revealed high acceptability scores, with DF-enriched beverages outperforming commercial controls in consumer tests. The stability and functional properties of these beverages were further supported by the fibre's techno-functional attributes, such as emulsifying and gel-forming capacities. The versatility of persimmon processed by-product was further demonstrated in the third chapter with the application of its polysaccharides as a nutraceutical delivery excipient. RG-I polysaccharides from persimmon exhibited compatibility with acetaminophen, improving its release profile and stability during digestion. Permeation studies indicated a diffusion-based permeation mechanism, adhering to the Korsmeyer-Peppas model. This makes persimmon DF a promising candidate for developing sustained release and targeted drug delivery systems. Optimization reduced reactive oxygen species (ROS) levels and suppressed pro-inflammatory cytokines, such as interleukin-6 (IL-6) and IL-8. Actuation through the Nrf2 pathway was observed, indicating a cellular response to oxidative stress mitigation. In the fourth chapter, the studies on (poly)phenols aligned closely with research into the complex metabolic pathways, providing a broader biochemical context for understanding the interplay between (poly)phenols and human physiology. Our findings have facilitated the understanding of metabolism, particularly the function of amino acids in conjugated (poly)phenolic metabolites. The fourth chapter revealed a diverse array derived from hydroxycinnamic, phenylpropanoic, phenylacetic, and benzoic acids, illustrating previously underexplored pathways of phase II metabolism. Unlike traditional conjugation mechanisms like glucuronidation and sulphation, which primarily enhance solubility for excretion, amino acid conjugation exhibits unknown bioactive properties. From a sustainability perspective, this thesis underlines the role of new technologies in processing by-products for promoting circular economy practices. The use of green extraction technologies reduced environmental impact while maximizing the recovery of valuable bioactive compounds. By transforming agro-industrial waste into high-value functional ingredients, these approaches align with global efforts to reduce waste and enhance resource efficiency. The integration of persimmon DF into food, nutraceutical, and pharmaceutical products exemplifies its potential to be transformed while addressing sustainability challenges. In conclusion, in this thesis, we studied the versatile potential of processing persimmon fruit by-products through advancements in extraction technologies and comprehensive biochemical characterization, this research project has found novel applications in health and industry. Persimmon DF demonstrated antioxidant, prebiotic, and gut barrier-enhancing properties, coupled with its suitability for functional beverages and drug delivery systems, establishing it as a versatile and sustainable upcycled ingredient.; La revalorización de subproductos alimentarios requiere un monitoreo exhaustivo de las tecnologías de procesamiento para obtener moléculas fisiológicamente activas, como los (poli)fenoles y los prebióticos derivados de fibra dietética (DF), con potencial bioactivo comprobado. Este proceso debe garantizar no solo la aceptabilidad por parte del consumidor, sino también una adecuada digestibilidad y fermentabilidad, contribuyendo a la modulación del microbiota y la salud intestinal. Asimismo, los compuestos bioactivos obtenidos deben ser metabolizados a través de rutas bioquímicas eficientes para proporcionar beneficios a la salud y mitigar el riesgo de enfermedades. En este contexto, los subproductos del caqui (Diospyros kaki Thunb.) representan un modelo ideal para investigar la revalorización de compuestos bioactivos. Los subproductos del caqui, ricos en (poli)fenoles, carotenoides y fibra dietética, constituyen un recurso prometedor para aplicaciones biotecnológicas, nutracéuticas, farmacéuticas y alimentarias. Esta tesis, estructurada en cuatro capítulos, aborda el potencial de la fibra dietética extraída del caqui para aplicaciones que van desde moduladores epiteliales hasta sistemas de liberación nutracéutica, mediante la optimización de tecnologías de extracción innovadoras, la evaluación del potencial bioactivo de las fracciones extraídas y el análisis de sus interacciones moleculares. En el primer capítulo, se analizaron los beneficios para la salud de los subproductos procesados del caqui, destacando sus propiedades prebióticas y su impacto positivo en la salud intestinal. Los estudios de digestión y fermentación in vitro con cepas probióticas como Lactobacillus casei y Bifidobacterium bifidum demostraron que las fibras de caqui fomentan la producción de ácidos grasos de cadena corta, particularmente butirato, reconocido por mantener la integridad del epitelio intestinal y reducir la inflamación. Experimentos con monocapas de células Caco-2 evidenciaron que la fibra mejora la función de la barrera intestinal al incrementar los valores de resistencia eléctrica trans-epitelial (TEER). Además, las fracciones de fibra extraídas, ricas en (poli)fenoles y carotenoides, presentaron una elevada capacidad antioxidante en ensayos con radicales DPPH• y ABTS•+. En los capítulos segundo y tercero, se exploraron tecnologías avanzadas de extracción, como la extracción asistida por ultrasonido (UAE), los solventes eutécticos naturales profundos (NADES) y la expansión instantánea al vacío (USEX). Estas técnicas permitieron maximizar la extracción de compuestos bioactivos, preservando su estructura y funcionalidad. La combinación de USEX y UAE mejoró significativamente la extracción de polisacáridos tipo ramnogalacturonano-I (RG-I), aumentando su actividad antioxidante y estabilizando su matriz de polisacáridos para diversas aplicaciones. Los análisis estructurales y bioquímicos realizados mediante espectrometría de masas, espectroscopía infrarroja y microscopía revelaron información detallada sobre la composición y propiedades de estos polisacáridos. Asimismo, el segundo capítulo amplió el análisis hacia aplicaciones funcionales, incorporando fracciones de DF del caqui en bebidas funcionales, incluyendo bebidas isotónicas y lácteas. Estas formulaciones no solo lograron una alta aceptación sensorial, sino que también ofrecieron beneficios nutricionales mejorados gracias a las propiedades emulsificantes y gelificantes de la fibra. En el tercer capítulo, se demostró la versatilidad de los polisacáridos de caqui como excipientes en sistemas de liberación nutracéutica. Los polisacáridos RG-I mejoraron el perfil de liberación y estabilidad del acetaminofén durante la digestión, mostrando un mecanismo de permeación basado en difusión conforme al modelo de Korsmeyer-Peppas. Además, se observó una reducción en las especies reactivas de oxígeno (ROS) y la supresión de citocinas proinflamatorias como IL-6 e IL-8, activando la vía Nrf2 para mitigar el estrés oxidativo. En el cuarto capítulo, los estudios sobre los (poli)fenoles proporcionaron una comprensión más amplia de las rutas metabólicas involucradas en la interacción entre estos compuestos y la fisiología humana. Los resultados revelaron metabolitos derivados de ácidos hidroxicinámicos, fenilpropanoicos, fenilacéticos y benzoicos, y destacaron rutas metabólicas de fase II poco exploradas, como la conjugación con aminoácidos, que presentan propiedades bioactivas únicas. Desde una perspectiva de sostenibilidad, esta investigación enfatiza el papel de nuevas tecnologías de extracción para promover la economía circular. Estas estrategias reducen el impacto ambiental al transformar residuos agroindustriales en ingredientes funcionales de alto valor, alineándose con los esfuerzos globales para reducir el desperdicio y mejorar la eficiencia de los recursos. En conclusión, esta tesis establece el potencial de los subproductos del caqui mediante tecnologías de extracción avanzadas y una caracterización bioquímica integral. Los hallazgos destacan propiedades antioxidantes, prebióticas y de mejora de la barrera intestinal en la fibra dietética del caqui, así como su aplicabilidad en bebidas funcionales y sistemas de liberación nutracéutica, posicionándola como un ingrediente versátil y sostenible para la industria.

2026-05-26T08:07:53Z Romero Ante, Juan David https://hdl.handle.net/11000/39959 2026-05-27T01:04:10Z 2026-05-26T08:06:20Z

Título : Dispositivos electrónicos para el diagnóstico y evaluación de pacientes con patologías del sistema cardiovascular periférico Autor : Romero Ante, Juan David Resumen : El Sistema Cardiovascular Periférico (SCP) está compuesto por arterias, venas y capilares encargados de transportar sangre hacia los tejidos más alejados del cuerpo y puede verse afectado por patologías que comprometen la circulación arterial y venosa, así como los nervios que regulan su funcionamiento. Entre estas enfermedades, la Enfermedad Arterial Periférica (EAP) y la Neuropatía Periférica (NP) suelen provocar complicaciones asociadas a la formación de heridas y úlceras que, en casos graves, pueden derivar en amputaciones. Estas situaciones representan un desafío clínico relevante debido al impacto que tienen en la funcionalidad y en la calidad de vida de los pacientes. La presente Tesis Doctoral se centra en el diseño, desarrollo y validación de sistemas electrónicos destinados a apoyar el diagnóstico y seguimiento de pacientes con EAP y NP. En primer lugar, se propuso un sistema para la medición del Índice Tobillo-Brazo (ITB) basado en señales de electrocardiograma (ECG) y fotopletismografía (PPG), con el objetivo de mejorar el procedimiento de detección de la EAP. Asimismo, se desarrolló un sistema de medición de la Actividad Electrodérmica (EDA) orientado a la monitorización de la función sudomotora en pacientes con NP. Además, se exploró el uso de señales de excitación en corriente alterna (AC) de onda completa para la medición de EDA, lo que mostró resultados superiores en términos de estabilidad y calidad de la señal registrada. Por último, se diseñó y validó una plantilla sensorizada para el pie con electrodos ubicados en las zonas de mayor presión plantar, lo que permite medir la EDA en condiciones de marcha y amplía el potencial del sistema para el seguimiento ambulatorio de pacientes con NP. Los principales resultados de esta tesis han sido publicados en dos artículos en revistas indexadas en el Journal Citation Reports (JCR). En la publicación Validation of a New Ankle Brachial Index Measurement System Using Pulse Wave Velocity se describe el desarrollo del sistema propuesto para medir el ITB, junto con los resultados de un primer estudio de validación clínica comparado con el método tradicional. Los hallazgos evidenciaron un alto grado de concordancia entre ambos métodos, respaldando la fiabilidad de la propuesta. Por otro lado, el artículo Feasibility Study of Using Alternating Current Excitation to Obtain Electrodermal Activity with a Wearable System presenta el diseño de un sistema portable para la medición de EDA con excitación en corriente alterna (AC). En este trabajo se destacan las ventajas de la excitación en AC frente al método tradicional, mostrando señales más estables en el tiempo y facilitando un mejor seguimiento del componente tónico de la señal, que refleja la actividad basal de las glándulas sudoríparas. Este avance representa un aporte adicional con aplicaciones en diversos contextos biomédicos.; The Peripheral Cardiovascular System (PCS) consists of arteries, veins, and capillaries that transport blood to tissues further from the body. It can be affected by conditions that compromise arterial and venous circulation, as well as the nerves that regulate their function. Among these conditions, Peripheral Arterial Disease (PAD) and Peripheral Neuropathy (PN) often lead to complications such as wounds and ulcers that, in severe cases, can result in amputations. This doctoral thesis focuses on the design, development, and validation of electronic systems aimed at supporting the diagnosis and monitoring of patients with PAD and PN. Firstly, an Ankle-Brachial Index (ABI) measurement system based on electrocardiogram (ECG) and photoplethysmography (PPG) signals was proposed to improve the PAD detection procedure. In addition, an Electrodermal Activity (EDA) measurement system was developed to monitor sudomotor function in patients with PN. The use of full-wave alternating current (AC) excitation signals for EDA measurement was also explored, showing superior results in terms of stability and signal quality. Finally, a sensorised insole was designed and validated with electrodes positioned in areas of highest plantar pressure, enabling EDA measurement during walking and expanding the system's potential for outpatient PN monitoring. The main results of this thesis have been published in two articles in journals indexed in the Journal Citation Reports (JCR). The publication Validation of a New Ankle Brachial Index Measurement System Using Pulse Wave Velocity describes the development of the proposed ABI measurement system, and the results of the initial clinical validation study compared to the traditional method. The findings showed a high degree of agreement between the two methods, supporting the reliability of the proposed approach. On the other hand, the article Feasibility Study of Using Alternating Current Excitation to Obtain Electrodermal Activity with a Wearable System presents the design of a wearable system for measuring EDA using alternating current (AC) excitation. This work highlights the advantages of AC excitation over the traditional method, showing more stable signals over time and enabling better tracking of the tonic component of the signal, which reflects the basal activity of sweat glands. This advance represents an additional contribution with applications in various biomedical contexts.

2026-05-26T08:06:20Z Riosalido de Lucas, Paula Mónica https://hdl.handle.net/11000/39958 2026-05-27T01:04:04Z 2026-05-26T08:01:16Z

Título : Estrategias funcionales para favorecer la osteogénesis y angiogénesis en andamios vitrocerámicos multicapa dopados iónicamente Autor : Riosalido de Lucas, Paula Mónica Resumen : El tejido óseo posee una notable capacidad de autorregeneración, lo que le permite reparar lesiones y adaptarse a las demandas mecánicas. Sin embargo, dicha capacidad puede verse comprometida por factores como el envejecimiento o la presencia de enfermedades concomitantes. El tratamiento habitual de estas lesiones se basa en la aplicación de injertos óseos, siendo especialmente relevantes los de naturaleza cerámica debido a su baja inmunogenicidad, alta disponibilidad y similitud con la fase mineral del hueso. No obstante, aún no se ha logrado desarrollar un injerto que combine, de forma simultánea, las propiedades químicas, mineralógicas, físicas y biológicas necesarias para garantizar la eficacia del implante a largo plazo. En este contexto, la presente Tesis Doctoral plantea el diseño y desarrollo de andamios multicapa, concebidos para combinar fases con propiedades complementarias que permitan satisfacer dichos requisitos. Para ello, se formularon andamios que integran en una única estructura las fases CaSiO₃, Ca₂P₆O₁₇ y Ca₃(PO₄)₂. Las técnicas empleadas para la obtención de dichos andamios fueron el proceso sol-gel y la técnica de réplica de esponja polimérica. Los andamios desarrollados presentaron una estructura policristalina, con un núcleo compuesto por SiO₂ y cristales de Ca₂P₂O₇ embebidos en una matriz vítrea. Por otro lado, los recubrimientos externos proporcionaron fases bioactivas y reabsorbibles, como CS, β-TCP, whitlockita y akermanita. Respecto a las propiedades físicas, los andamios mostraron una resistencia mecánica en el rango de 1.8–2 MPa y una porosidad total cercana al 85%, valores alineados con las propiedades del hueso trabecular. Además, considerando el potencial del dopaje iónico para modular las propiedades de los materiales, y el papel de los iones en la regulación de procesos celulares clave, se incorporó Li en la fase P6, y se dopó el recubrimiento externo de CS con Na, K, y cantidades variables de Mg (0-0,75 g MgCO₃). La cantidad de Mg introducida como dopante no afectó significativamente a la porosidad o resistencia mecánica, sin embargo, moduló el comportamiento bioactivo y la microestructura de los andamios CSX. Durante los ensayos de bioactividad, se determinó que cantidades de MgCO₃ entre 0,4 g (CS04) y 0,5 g (CS05) optimizaron la formación de apatito, promoviendo un precipitado temprano y sostenido a lo largo de los 21 días de estudio. En particular, el andamio CS04 presentó una microestructura lamelar, que fue recubierta progresivamente por precipitado de apatito hasta quedar completamente cubierta en el día 14. Por su parte, el andamio CS05 exhibió una superficie heterogénea, caracterizada por la presencia de estructuras granulares y abastonadas. Sobre esta superficie, se desarrolló un precipitado que experimentó una evolución desde estructuras entrelazadas (día 1) hacia una morfología poliédrica (día 3) y, posteriormente, microesferas huecas de apatita (día 7) que se mantuvieron hasta el día 14. La formación de estas microesferas se atribuye al mecanismo de maduración de Ostwald, favorecido por la elevada densidad de carga superficial inducida por el dopaje con Mg. Desde una perspectiva funcional, la topografía lamelar destaca por su biomimetismo estructural, mientras que las microesferas representan una plataforma prometedora para la liberación controlada de fármacos o agentes bioactivos. Una vez realizados los ensayos de bioactividad, se procedió a evaluar la biocompatibilidad de los andamios CS0 (control), CS04 y CS05, en líneas celulares murinas (fibroblastos 3T3 y preosteoblastos MC3T3-E1) y humanas (fibroblastos HFF1 y células madre mesenquimales). Concretamente se evaluó la citocompatibilidad, el potencial osteogénico indirecto de los andamios mediante la exposición de MSCs a los productos de disolución, así como el potencial osteogénico directo en MC3T3-E1. Asimismo, se valoró el potencial angiogénico mediante la cuantificación de VEGF en sobrenadantes celulares de MC3T3-E1. Adicionalmente, se comparó la proliferación de fibroblastos 3T3 sembrados sobre las diferentes topografías exhibidas por CS04 y CS05 antes y después de los ensayos de bioactividad. Todos los andamios mostraron una citocompatibilidad adecuada, reflejada en una proliferación celular sostenida tanto en el enfoque directo como en el indirecto, una morfología fenotípicamente conservada y una interacción célula-andamio robusta. El análisis de los productos de disolución reveló una liberación predominante de silicio y litio, elementos implicados en la activación de rutas osteogénicas y angiogénicas, especialmente la vía Wnt. Asimismo, se determinó que las modificaciones topográficas inducidas por el Mg, tanto el patrón lamelar de CS04, en particular su variante recubierta por apatito, como las microesferas huecas observadas en CS05, favorecieron una mayor proliferación celular respecto al resto de morfologías. En cuanto al potencial osteogénico, los ensayos en MSCs demostraron que los productos de disolución liberados por los andamios promovieron una mayor diferenciación osteoblástica tras 21 días, como se refleja en el aumento de la expresión de ALP y en una mayor mineralización respecto al control. De forma similar, en los ensayos directos, los preosteoblastos MC3T3-E1 cultivados sobre los andamios presentaron una actividad osteogénica superior, con una mayor deposición de calcio y una actividad específica de ALP incrementada respecto al control tras 21 días. Estos efectos fueron ligeramente más acentuados en el andamio CS04, lo que se atribuye a su topografía lamelar biomimética. En cuanto al potencial angiogénico, se registró un aumento del 170% en la liberación de VEGF en los sobrenadantes celulares de MC3T3-E1, lo cual, junto con la elevada porosidad de los andamios, refuerza su idoneidad como soporte estructural para la vascularización tisular. En conclusión, en la presente Tesis Doctoral se han desarrollado andamios bioactivos de tercera generación, con diseño multicapa y degradación controlada, capaces de liberar iones osteo- y angiogénicos de forma sostenida. Su elevada porosidad, topografías biomimeticas y dopaje iónico les confieren un comportamiento bioactivo avanzado, presentándose como candidatos prometedores en ITO.; Bone tissue possesses a remarkable capacity for self-regeneration, allowing it to repair injuries and adapt to mechanical demands. However, this capacity can be compromised by factors such as ageing or the presence of concomitant diseases. The usual treatment for such lesions is based on the application of bone grafts, with those of a ceramic nature being particularly relevant due to their low immunogenicity, high availability and similarity to the mineral phase of bone. However, the development of a graft that combines the chemical, mineralogical, physical and biological properties necessary to guarantee the long-term efficacy of the implant has not yet been achieved. In this context, this Doctoral Thesis proposes the design and development of multilayer scaffolds, conceived to combine phases with complementary properties to meet these requirements. In order to achieve this objective, scaffolds integrating CaSiO₃, Ca₂P₆O₁₇ and Ca₃(PO₄)₂ phases into a single structure were formulated. The techniques used to obtain these scaffolds were the sol-gel process and the polymer sponge replication technique. The developed scaffolds exhibited a polycrystalline structure, with a core composed of SiO₂ and Ca₂P₂O₇ crystals embedded in a glassy matrix. Conversely, external coatings provided bioactive and resorbable phases, such as CS, β-TCP, whitlockite and akermanite. Regarding physical properties, the scaffolds demonstrated a mechanical strength within the range of 1.8–2 MPa, and a total porosity close to 85%, values aligned with the properties of trabecular bone. Furthermore, considering the potential of ion doping to modulate material properties, and the role of ions in regulating key cellular processes, Li was incorporated into the P6 phase, and the outer CS coating was doped with Na, K, and varying amounts of Mg (0-0.75 g MgCO₃). The amount of Mg introduced as a dopant did not significantly affect the porosity or mechanical strength, however, it was found to modulate the bioactive behaviour and microstructure of the CSX scaffolds. During the bioactivity tests, it was determined that amounts of MgCO₃ between 0.4 g (CS04) and 0.5 g (CS05) optimised apatite formation, promoting early and sustained precipitation throughout the 21-day study. In particular, the CS04 scaffold exhibited a lamellar microstructure, which was progressively covered by apatite precipitate until it was completely covered by day 14. Conversely, scaffold CS05 exhibited a heterogeneous surface, characterised by the presence of granular and abased structures. On this surface, a precipitate developed and evolved from interlocking structures (day 1) to a polyhedral morphology (day 3) and, subsequently, hollow apatite microspheres (day 7) that were maintained until day 14. The formation of these microspheres is attributed to the Ostwald maturation mechanism, which is favoured by the high surface charge density induced by Mg doping. From a functional perspective, the lamellar topography stands out for its structural biomimicry, while the microspheres represent a promising platform for the controlled release of drugs or bioactive agents. Once the bioactivity assays were performed, the biocompatibility of the CS0 (control), CS04 and CS05 scaffolds was evaluated in murine (3T3 fibroblasts and MC3T3-E1 preosteoblasts) and human (HFF1 fibroblasts and mesenchymal stem cells) lines. Specifically, the cytocompatibility, the indirect osteogenic potential, assessed by exposing MSCs to the dissolution products, as well as the direct osteogenic potential in MC3T3-E1 were assessed. Furthermore, angiogenic potential was evaluated by quantification of VEGF release in MC3T3-E1 cell supernatants. Additionally, the proliferation of 3T3 fibroblasts seeded on the different topographies exhibited by CS04 and CS05 before and after bioactivity assays was compared. All scaffolds demonstrated adequate cytocompatibility, reflected in sustained cell proliferation in both direct and indirect approaches, phenotypically conserved morphology and robust cell-scaffold interaction. The analysis of the dissolution products revealed a predominant release of silicon and lithium, elements involved in the activation of osteogenic and angiogenic pathways, especially the Wnt pathway. It was also determined that the topographical modifications induced by Mg, both the lamellar pattern of CS04, in particular its apatite-coated variant, and the hollow microspheres observed in CS05, favoured a higher cell proliferation than the other morphologies. In terms of osteogenic potential, assays on MSCs demonstrated that the dissolution products released by the scaffolds promoted increased osteoblast differentiation after 21 days, as reflected by increased ALP expression and increased mineralisation compared to the control. Similarly, in direct assays, MC3T3-E1 preosteoblasts cultured on the scaffolds exhibited superior osteogenic activity, with increased calcium deposition and increased ALP-specific activity relative to the control after 21 days. These effects were slightly more pronounced in the CS04 scaffold, which is attributed to its biomimetic lamellar topography. Regarding the angiogenic potential, there was a 170% increase in VEGF release in MC3T3-E1 cell supernatants, which, together with the high porosity of the scaffolds, reinforces their suitability as a structural support for tissue vascularisation. In conclusion, this Doctoral Thesis has developed third generation bioactive scaffolds, with multilayer design and controlled degradation, capable of releasing osteo- and angiogenic ions in a sustained manner. Their high porosity, biomimetic topographies and ionic doping confer them an advanced bioactive behaviour, presenting them as promising candidates in ITO.

2026-05-26T08:01:16Z Ramírez Perea, Nuria https://hdl.handle.net/11000/39957 2026-05-27T01:03:57Z 2026-05-26T07:57:01Z

Título : Demografía médica y condiciones laborales de los médicos de medicina interna en España Autor : Ramírez Perea, Nuria Resumen : Objetivo: Valorar la planificación de la demografía médica de Alicante durante el período comprendido entre 2025-2032 describiendo la población médica actual en función de las etapas de su carrera profesional y describir sus principales problemas. Además de conocer las condiciones laborales y formativas de los profesionales médicos a nivel nacional y en particular, de los médicos internistas. Material y métodos: Para valorar la demografía médica de Alicante se han analizado los datos de médicos del Colegio de Médicos de Alicante que han iniciado su formación entre 2018-22, los nacidos entre 1960-69 y los graduados entre 2016-2032 en las universidades de la Comunidad Valenciana. Por otro lado, se ha difundido una encuesta a los profesionales médicos colegiados en España y socios de la SEMI que acabaron su formación MIR entre 2013 y 2023 con preguntas dirigidas a recoger su percepción del sistema tras su incorporación como especialistas. Resultados: En los últimos años los egresados en Medicina han aumentado un 30% y las plazas MIR un 23.32%. Sin embargo, a partir de 2027 las jubilaciones descenderán un 50% respecto a 2025 en la provincia de Alicante. De este modo, se prevé un exceso anual de 100 médicos especialistas que acabarán su formación entre 2028-2032 respecto a las plazas estructurales liberadas por jubilaciones, lo que generará una bolsa de desempleo. En cuanto a las condiciones laborales actuales de los médicos jóvenes, sólo el 26.3% de los médicos españoles tiene un contrato fijo, pero además para los internistas es un 13.6% más difícil alcanzar un puesto de trabajo estable, siendo el 33.7% de sus contratos temporales de corta duración. Estas contrataciones precarias predominan en Aragón, Murcia, Andalucía y País Vasco. Pese a ello, los internistas se encuentran más satisfechos en su entorno laboral en comparación al resto de los especialistas, hallando en Andalucía los índices de insatisfacción más altos. Sin embargo, el 82.2% de los médicos españoles rechaza el sistema de guardias médicas de 24h y el 42.8% de los internistas aboga por un sistema de guardias de 17 horas frente al 42.8% de médicos del resto de especialidades que prefiere un sistema de turnicidad. En referencia a la formación recibida, el 70-80% de los médicos se encuentra muy satisfecho, destacando los internistas frente al resto de especialistas. Los internistas apuntan a Navarra, Madrid, Canarias y Andalucía como las mejores comunidades donde formarse y Castilla y León junto a Cataluña como las más desfavorables. Conclusiones: La planificación actual tiende a aumentar el número de médicos en formación. Sin embargo, a partir de 2027 las jubilaciones descenderán condicionando un exceso anual de 100 médicos especialistas. Si tenemos en cuenta que actualmente los médicos jóvenes ya tienen una contratación precaria, la amenaza de una bolsa de paro médico y precarización es mayor. Por ello, debería considerarse un aumento de plazas estructurales según las necesidades del sistema y una reducción de la oferta de plazas formativas acorde al reemplazo anual de profesionales por jubilación.; Aim: To assess the planning of Alicante's medical demography for the period 2025-2032, describing the current medical population according to the stages of their professional career and describing their main problems. In addition to finding out about the working and training conditions of medical professionals at a national level and in particular, of internists. Materials and methods: To assess the medical demographics of Alicante, we analysed the data of doctors from the College of Doctors of Alicante who started their training between 2018-22, those born between 1960-69 and those who graduated between 2016-2032 in the universities of the Valencian Community. On the other hand, a survey has been distributed to medical professionals registered in Spain and members of the SEMI who finished their MIR training between 2013 and 2023 with questions aimed at gathering their perception of the system after their incorporation as medical specialists. Results: In recent years, medical graduates have increased by 30% and MIR places by 23.32%. However, from 2027 onwards, retirements will fall by 50% compared to 2025 in the province of Alicante. In this way, an annual excess of 100 specialist doctors who will finish their training between 2028-2032 is predicted with respect to the structural places freed up by retirements, which will generate a pool of unemployment. As for the current working conditions of young doctors, only 26.3% of Spanish doctors have a permanent contract, but it is also 13.6% more difficult for internists to find a stable job, with 33.7% of their temporary contracts being of short duration. These precarious contracts predominate in Aragon, Murcia, Andalusia and the Basque Country. Despite this, internists are more satisfied with their working environment than other specialists, with the highest levels of dissatisfaction found in Andalusia. However, 82.2% of Spanish doctors reject the 24-hour on-call system and 42.8% of internists advocate a 17-hour on-call system, compared with 42.8% of doctors in other specialties who prefer a system of shift work. Regarding the training received, 70-80% of doctors are very satisfied, with internists standing out from other specialists. The internists point to Navarre, Madrid, the Canary Islands and Andalusia as the best regions in which to train and Castilla y León and Catalonia as the most unfavourable. Conclusions: Current planning tends to increase the number of doctors in training. However, from 2027 onwards, retirements will fall, resulting in an annual excess of 100 specialist doctors. If we take into account the fact that young doctors are already being recruited on a precarious basis, the threat of a pool of unemployed doctors and precariousness is greater. Therefore, consideration should be given to an increase in structural posts in line with the needs of the system and a reduction in the supply of training posts in line with the annual replacement of professionals due to retirement.

2026-05-26T07:57:01Z Vadillo García, Julio https://hdl.handle.net/11000/39956 2026-05-27T01:04:16Z 2026-05-26T07:56:09Z

Título : Análisis de la seguridad a través de la Criminología Ambiental. Test en la ciudad de Alcorcón (Madrid) 2016-2019 Autor : Vadillo García, Julio Resumen : La seguridad es una de las principales necesidades de los seres humanos, el estar y sentirse seguro es requisito esencial para poder vivir en libertad y poder disfrutar de todos los derechos fundamentales que le son inherentes. En el presente trabajo se aborda la misma desde una perspectiva de la seguridad ciudadana, entendiendo esta como el compromiso que la sociedad adquiere consigo misma, y que ejerce a través de diversos mecanismos del Estado, para asegurar y garantizar que los derechos y libertades de los ciudadanos reconocidos en España por la Constitución sean ejercidos libremente. La seguridad ciudadana se encuentra íntimamente ligada al evento delictivo, al delincuente y al entorno donde este interactúa con el resto actores relacionados con el delito, en este caso, en los espacios urbanos. Dicho de otro modo, la seguridad ciudadana pretende que el individuo no sea víctima de un delito, que viva objetivamente seguro, y que, además, se perciba protegido, que se sienta seguro. El propósito de este trabajo persigue adquirir conocimientos válidos y contrastados que ayuden a mejorar la seguridad ciudadana de los habitantes de uno de los municipios más importantes del cinturón sur de la Comunidad de Madrid, del municipio de Alcorcón. De igual manera, se pretende que los resultados y conclusiones ayuden a otras ciudades de similares características con la finalidad de aumentar la seguridad de sus ciudadanos. A través de los datos obtenidos en las oleadas de los años 2016 y 2019, de su posterior análisis se obtendrá una visión actualizada y concreta sobre determinados aspectos de la seguridad de los ciudadanos de Alcorcón, que llevará a la necesaria propuesta de medidas de mejora para la seguridad ciudadana y la prevención delictiva, todo ello desde el conocimiento científico que brinda la Criminología y la evidencia empírica del presente estudio. El eje central de esta tesis se sustenta en la exploración y análisis de dos estudios descriptivos sobre seguridad llevados a cabo en los años 2016/2017 y los años 2019/2020 en Alcorcón (Madrid). En ambos estudios se analizan diversas dimensiones vinculadas con la seguridad y su conexión con distintos espacios urbanos, además de aspectos como la victimización, tipos delictivos, cifra oscura delictiva, la percepción de inseguridad y miedo al delito, la opinión sobre las Fuerzas y Cuerpos de Seguridad y la toma de medidas de autoprotección por parte de los ciudadanos. Esta investigación se ampara en los postulados teóricos de la Criminología Ambiental. Se realiza una revisión bibliográfica de las más importantes teorías y escuelas de esta rama de la Criminología, entre las que se encuentran la Ecología urbana y Escuela de Chicago, el Espacio Defendible, la Teoría de las Actividades Cotidianas, la Teoría de la Elección Racional, la Teoría de las Ventanas Rotas, la Teoría del Patrón Delictivo y las Teorías de los Estilos de Vida y de la Desorganización Social. Se consideran además los conceptos de miedo al delito y percepción de inseguridad, pánicos morales y victimización, así como distintos modelos de prevención del delito a través de la Criminología Ambiental: la prevención situacional del delito y la prevención del delito mediante el diseño ambiental (CPTED), completándola con una revisión de estudios de seguridad relacionados con esta investigación. En resumen, mediante el análisis y estudio de los datos empíricos obtenidos en los Test de Alcorcón y a través del conocimiento científico de la Criminología Ambiental se pretende mejorar la seguridad de los ciudadanos de Alcorcón, incidiendo en el estudio de la percepción de inseguridad y miedo al delito que presentan sus habitantes, identificando los lugares geográficos y espacios urbanos que les generan mayor sensación de desprotección o peligro de convertirse en víctimas. En este sentido y a modo de avance, los datos muestran que la distribución de la delincuencia en Alcorcón se concentra en la zona centro con un 57 % de delitos, disminuyendo según se aleja de la misma. De otro modo, el 5.2 % de las personas entrevistadas fueron víctimas de algún delito en el último año, con mayor prevalencia en delitos contra la propiedad y atraco en la vía pública. En cuanto a la cifra oscura delictiva se encuentra en un 33 % de víctimas que no denunciaron los hechos, fundamentalmente porque alegaban no tener importancia, para evitar problemas o por creer que no sirve para nada. Respecto a la percepción de seguridad la mayoría de los ciudadanos tiene una sensación positiva de la misma, cerca de un 80 % de las personas encuestadas. Por último, acerca del miedo al delito, las mujeres y personas mayores son las que más miedo reportan, junto con los ciudadanos que han sido previamente victimizados.; Security is one of the fundamental needs of human beings. Being and feeling secure is an essential prerequisite for living in freedom and enjoying all the fundamental rights inherent to them. This work addresses security from the perspective of public safety, understood as the commitment that society undertakes with itself, exercised through various state mechanisms, to ensure and guarantee that the rights and freedoms recognised by the Spanish Constitution are freely exercised by its citizens. Public safety is closely linked to criminal events, offenders, and the environment in which they interact with other actors related to crime, specifically within urban spaces. In other words, public safety aims to ensure that individuals are not victims of crime, that they live in objective safety, and that they also perceive themselves as protected and feel secure. The purpose of this study is to acquire valid and empirically supported knowledge that will help to improve the public safety of the inhabitants of one of the most important municipalities in the southern belt of the Community of Madrid, namely, the municipality of Alcorcón. Likewise, the results and conclusions of this study are intended to assist other cities with similar characteristics in order to enhance the public safety of their citizens. Through the data obtained from the survey waves conducted in 2016 and 2019, and their subsequent analysis, this study provides an updated and concrete overview of certain aspects of the safety of Alcorcón’s residents. This will lead to the necessary proposal of measures to improve public safety and crime prevention, all grounded in the scientific knowledge offered by Criminology and the empirical evidence gathered in this study. The central focus of this thesis is the analysis and exploration of two descriptive studies on security conducted in Alcorcón (Madrid) during 2016/2017 and 2019/2020. Both studies analyze various dimensions related to security and their connection to different urban spaces, as well as aspects such as victimization, types of crime, the dark figure of crime, perceptions of insecurity and fear of crime, opinions regarding law enforcement agencies, and the adoption of self-protection measures by citizens. This research is based on the theoretical foundations of Environmental Criminology. A literature review is conducted on the most significant theories and schools within this branch of Criminology, including Urban Ecology and the Chicago School, Defensible Space, Routine Activity Theory, Rational Choice Theory, Broken Windows Theory, Crime Pattern Theory, and Theories of Lifestyle and Social Disorganization. Additionally, the concepts of fear of crime and perception of insecurity, moral panics, and victimization are considered, as well as various models of crime prevention through Environmental Criminology: situational crime prevention and Crime Prevention Through Environmental Design (CPTED), complemented by a review of security studies relevant to this research. In summary, through the analysis and study of the empirical data obtained from the Alcorcón Tests and the scientific knowledge of Environmental Criminology, this thesis seeks to improve the safety of the citizens of Alcorcón by focusing on the study of their perceptions of insecurity and fear of crime, identifying the geographic locations and urban spaces that generate the greatest sense of vulnerability or risk of victimization. Preliminary findings indicate that the distribution of crime in Alcorcón is concentrated in the city center, accounting for 57% of offenses, with incidence decreasing further from this area. Furthermore, 5.2% of respondents reported being victims of a crime in the past year, with a higher prevalence of property crimes and street robberies. Regarding the dark figure of crime, 33% of victims did not report the incidents, primarily because they considered them unimportant, wished to avoid problems, or believed reporting would be futile. In terms of perceived safety, the majority of citizens—nearly 80% of respondents—express a positive sense of security. Finally, with respect to fear of crime, women and older individuals, along with citizens who have previously been victimized, report the highest levels of fear.

2026-05-26T07:56:09Z Rodríguez Ballesteros, Sofía https://hdl.handle.net/11000/39955 2026-05-27T01:04:06Z 2026-05-26T07:55:08Z

Título : Project Scheduling: New Approaches and Solving Methods Autor : Rodríguez Ballesteros, Sofía Resumen : La planificación de proyectos es una disciplina fundamental en investigación operativa que abarca una amplia variedad de modelos y métodos para programar actividades interdependientes, sujetas habitualmente a restricciones de precedencia y recursos, buscando optimizar determinados objetivos. Conforme aumenta el dinamismo, la limitación y la incertidumbre de los problemas reales, los modelos tradicionales presentan dificultades para reflejar características clave como formulaciones multi-objetivo, costes dependientes del tiempo, modos alternativos de ejecución o información incompleta en la planificación. Esta tesis doctoral aborda estas limitaciones mediante nuevas formulaciones matemáticas y métodos de resolución que aumentan la flexibilidad y eficacia de los modelos, favoreciendo así una toma de decisiones más robusta y fundamentada. La investigación desarrolla tres líneas interrelacionadas que extienden la planificación de proyectos hacia contextos más realistas. La primera se centra en una extensión del problema clásico de planificación de proyectos con recursos limitados, que incorpora costes de recursos dependientes del tiempo y busca minimizar conjuntamente la duración del proyecto y el coste total. Diversas metaheurísticas son adaptadas y evaluadas mediante experimentos computacionales, mostrando claramente sus ventajas e inconvenientes y confirmando su eficacia para obtener soluciones diversas y de alta calidad. La segunda línea amplía el modelo incorporando capacidades variables y múltiples modos de ejecución, cada uno con distintos equilibrios entre uso de recursos y duración. Se propone una metaheurística específica con operadores adaptados al problema, que demuestra ser robusta y escalable, superando consistentemente a métodos exactos en instancias de tamaño medio y grande, y obteniendo además resultados competitivos en problemas pequeños. La tercera línea se centra en un problema cuyos costes dependen del instante de inicio de las actividades y están sujetos a incertidumbre presupuestada. Motivado por aplicaciones donde el orden de ejecución está fijado, pero los tiempos de inicio son flexibles, se plantea un marco robusto de optimización en dos etapas, con una formulación compacta para el caso continuo y un algoritmo iterativo para el discreto. Los resultados computacionales confirman la eficiencia y escalabilidad del modelo compacto, proporcionando soluciones de alta calidad bajo incertidumbre. En conjunto, esta tesis contribuye al campo de la planificación de proyectos mediante modelos flexibles y métodos de resolución eficientes, acortando la distancia entre teoría y práctica. Los enfoques propuestos permiten abordar problemas multi-objetivo, incorporar flexibilidad en la ejecución y generar calendarios fiables en contextos inciertos, proporcionando herramientas eficaces para afrontar escenarios reales y complejos.; This doctoral thesis delves into the project scheduling literature, a core field within operations research encompassing a variety of models and methods aimed at organizing interdependent activities over time—often subject to precedence and resource constraints—while optimizing specific objectives. As modern project environments become increasingly dynamic and uncertain, traditional models struggle to reflect key features such as multi-objective formulations, time-dependent costs, alternative execution modes, and incomplete information at the planning stage. This research addresses these limitations by proposing new mathematical formulations and tailored solution methods that improve the realism, flexibility, and effectiveness of scheduling models, ultimately contributing to more resilient and evidence-based decision-making. Three interrelated research lines are developed, each addressing a critical aspect of project scheduling under realistic constraints. The first focuses on an extension of the classical resource-constrained project scheduling problem that incorporates time-varying resource costs, aiming to jointly minimize project duration and total cost. Several metaheuristic algorithms are adapted and rigorously evaluated through computational experiments, revealing performance trade-offs and confirming the effectiveness of evolutionary strategies in producing diverse, high-quality solutions. The second line expands the model by integrating time-varying resource capacities and multiple execution modes per activity, each reflecting different trade-offs between resource use and duration. A tailored metaheuristic with problem-specific operators is proposed, demonstrating robustness and scalability, consistently outperforming exact methods on medium- and large-scale instances while remaining competitive on smaller ones. The third line introduces a scheduling problem with starting-time-dependent costs, defined within a budgeted uncertainty set. Motivated by applications with fixed execution order and flexible starting times, a robust two-stage optimization framework is proposed. A compact mixed-integer formulation is introduced for the continuous case, while an iterative algorithm is developed for the discrete counterpart. Computational experiments confirm the model's efficiency, scalability, and ability to deliver high-quality solutions under uncertainty. Overall, this thesis advances project scheduling by offering flexible modeling frameworks and efficient solution methods that bridge the gap between theory and practice. The proposed approaches support multi-objective decision-making, incorporate execution flexibility, and yield reliable schedules in uncertain environments. Together, these contributions provide valuable tools that enhance planning performance in complex, real-world scenarios.

2026-05-26T07:55:08Z Lucas-González, Raquel Muñoz-Tébar, Nuria Martínez-Navarrete, Gema Pérez-Álvarez, José Ángel Fernández, Eduardo Lorenzo, José Manuel Fernández-López, Juana Viuda-Martos, Manuel https://hdl.handle.net/11000/39947 2026-05-27T01:04:11Z 2026-05-26T06:42:32Z

Título : Effect of encapsulated purple sweet potato (Ipomoea batatas L.) peel extract on fresh goat cheese: quality and polyphenolic and color stability during refrigerated storage Autor : Lucas-González, Raquel; Muñoz-Tébar, Nuria; Martínez-Navarrete, Gema; Pérez-Álvarez, José Ángel; Fernández, Eduardo; Lorenzo, José Manuel; Fernández-López, Juana; Viuda-Martos, Manuel Resumen : BACKGROUND: The aim of this work was to characterize the polyphenolic profile of encapsulated purple sweet potato peel extract (PSPPE), to assess the effects of its addition (1.5 and 3 g L−1 ) on the color, texture, microbiological quality, microstructure, and sensory attributes of fresh goat cheese, and to monitor the polyphenolic profile and color stability of the cheese during refrigerated storage. RESULTS: Purple sweet potato peel extract contains high concentrations of anthocyanins (2.36 mg g−1 ), hydroxycinnamic acids (1.89 mg g−1 ), and flavonols (0.41 mg g−1 ). Regarding the physicochemical properties of enriched cheeses, the addition of PSPPE increased redness from −1.42 to 2.20, decreased lightness from 92.55 to 86.44, and decreased yellowness from 7.40 to 4.51. This trend persisted throughout the storage period. In terms of texture, only cohesiveness and resilience were affected by the addition of PSPPE addition. Sensory evaluation indicated that only color, taste, and sweetness were affected by this. Goat cheeses enriched with PSPPE received good consumer acceptance. At the end of storage, enriched cheeses retained substantial levels of polyphenolic compounds (8.84 and 3.75 ∼gg−1 for cheeses with PSPPE at 1.5 and 3 g L−1 , respectively) – mainly hydroxycinnamic acids. CONCLUSIONS: Encapsulated PSPPE could be a viable alternative for the development of fresh goat cheeses with functional properties as it maintains high bioactive compound content throughout the storage period. © 2026 The Author(s). Journal of the Science of Food and Agriculture published by John Wiley & Sons Ltd on behalf of Society of Chemical Industry.

2026-05-26T06:42:32Z Roca Reina, Juan Carlos https://hdl.handle.net/11000/39946 2026-05-26T01:04:34Z 2026-05-25T12:09:51Z

Título : Contributions to the decarbonisation of the EU building stock by the upgrade of its heating & cooling facilities Autor : Roca Reina, Juan Carlos Resumen : The decarbonisation of buildings has become key to meet the targets of several energy related policies, being the main one the Green Deal, which has stablished that the EU should be carbon neutral by 2050. The aim of this work is to provide insights that can help the decision making in the decarbonisation of the EU building stock, making emphasis in its heating and cooling facilities. The electrification of the heating demand through the use of heat pumps is a common solution adopted in the building sector to substitute fuel-based heating systems, like boilers. In the last few years, the installation of heat pumps to substitute gas boilers has increased. The main issue, that most of the end users do not take into account, are the different working conditions of heat pumps and boilers. If a facility has been calculated and sized to provide the heating demand at specific water production temperatures, it won't work if these temperatures are lower, unless some conditions are meet. One line of research explores the barriers that the downgrade of the water temperatures in the facility could make and how to overcome them. Issues with the current indoor units' surface, due to the lower temperatures, or the higher water pressure drop, due to the higher water flow, can be the key to understand if the installation of heat pumps is feasible. In most of the cases, a previous building retrofit is essential to make the building "low-temperature" ready. If building retrofits cannot be performed, then the installation of heat pumps that work at 45/50°C is challenging. In the second line of research, we explore the possibilities of installing low-carbon technologies without downgrading the water supply temperature. The technologies covered are hybrid and high-temperature heat pumps. The procedure followed to decarbonise buildings is usually seen as changing a boiler with a heat pump. Having a boiler is not the case in buildings located in Mediterranean areas that have a much higher cooling than heating demand. The third line of research explores the possibilities to decarbonise 100% electrified buildings that are located in Mediterranean areas. In this line of research, we explore what type of solutions can be applied this type of buildings with a case study. The work done in this doctoral thesis covers different types of buildings located in specific areas of the EU. This means that it covers a wide range of decarbonisation strategies, which depend on the location of buildings and the heating and cooling systems used.; La descarbonización de los edificios se ha convertido en la clave para cumplir los objetivos de varias políticas relacionadas con la energía, siendo la principal el Green Deal, que ha establecido que la UE debe ser neutra en carbono para 2050. El objetivo de este trabajo es proporcionar información que pueda ayudar a la toma de decisiones en la descarbonización de los edificios de la UE, haciendo hincapié en sus instalaciones de calefacción y refrigeración. La electrificación de la demanda de calefacción mediante el uso de bombas de calor es una solución comúnmente adoptada en el sector de los edificios para sustituir los sistemas de calefacción basados en combustibles, como las calderas. En los últimos años ha aumentado la instalación de bombas de calor para sustituir a las calderas de gas. El principal problema, que la mayoría de los usuarios finales no tiene en cuenta, son las diferentes condiciones de funcionamiento de las bombas de calor y las calderas. Si una instalación se ha calculado y dimensionado para proporcionar la demanda de calefacción a unas temperaturas de producción de agua determinadas, no funcionará si estas temperaturas son inferiores, a menos que se cumplan algunas condiciones específicas. Una línea de investigación explora las barreras que podría suponer el descenso de las temperaturas del agua en la instalación y cómo solucionarlas. Los problemas con la superficie de las unidades interiores actuales, debidos a las temperaturas más bajas, o la mayor caída de presión del agua, debida al mayor caudal de agua, tienen una gran importancia para entender si la instalación de bombas de calor es viable. En la mayoría de los casos, para que el edificio sea declarado "Apto para bajas temperaturas" es esencial que se haya realizado previamente una reforma del edificio. Si no es posible renovar el edificio, la instalación de bombas de calor que funcionen a 45/50 °C puede llegar a ser casi imposible en muchos casos. En la segunda línea de investigación, exploramos las posibilidades de instalar tecnologías de baja emisión de carbono que trabajen en el mismo nivel de temperatura que los sistemas de calefacción a reformar. Las tecnologías contempladas son las bombas de calor híbridas y de alta temperatura. El procedimiento seguido para descarbonizar los edificios suele consistir en cambiar una caldera por una bomba de calor. No es el caso de los edificios situados en zonas mediterráneas, cuya demanda de refrigeración es mucho mayor que la de calefacción. La tercera línea de investigación explora las posibilidades de descarbonizar edificios 100% electrificados que estén situados en zonas mediterráneas. En esta línea de investigación, exploramos qué tipo de soluciones pueden aplicarse a este tipo de edificios con un estudio de un caso. El trabajo realizado en esta tesis doctoral abarca diferentes tipos de edificios situados en varias zonas de la UE. Además, abarca una gama variada de estrategias de descarbonización, que dependen de la ubicación de los edificios y de los sistemas de calefacción y refrigeración utilizados.

2026-05-25T12:09:51Z Orts Torres, Carlos https://hdl.handle.net/11000/39945 2026-05-26T01:04:32Z 2026-05-25T12:08:22Z

Título : Solar array to High Voltage bus: Resonant power conversion techniques for space applications Autor : Orts Torres, Carlos Resumen : La evolución del cambio climático durante las últimas décadas ha llevado a la exploración de nuevos métodos de generación eléctrica sin emisiones de CO₂. Una posible solución es desplegar plataformas de energía solar espacial, que supondría utilizar grandes estructuras de paneles solares en órbita capaces de generar electricidad en el orden de GW y transmitirla a estaciones terrenas conectadas a la red eléctrica. Durante los últimos años, diferentes naciones alrededor del mundo, incluyendo los Estados Unidos de América, China y Japón, han iniciado programas para investigar y desarrollar plataformas comerciales de Energía Solar Basada en el Espacio (SBSP). En Europa, la Agencia Espacial Europea (ESA) ha promovido la iniciativa SOLARIS, que busca establecer la viabilidad, el conocimiento fundamental y las tecnologías necesarias para el desarrollo de un demostrador orbital. Para poder procesar y distribuir la potencia de forma efectiva y viable desde las secciones de paneles solares hacia el resto de la plataforma, es necesario disponer de un bus de distribución de alta tensión capaz de alcanzar hasta 20 kV. Las topologías convencionales basadas en la transferencia directa de energía mantienen las secciones de paneles solares a la misma tensión que el bus de distribución. Sin embargo, este tipo de métodos no resulta apropiado para la gestión directa de la potencia en el orden de GW. En la actualidad, la tensión máxima de las secciones de los paneles solares alcanza 120 V, debido a la aparición de efectos de alta tensión a mayores voltajes en entornos espaciales, que degradan de forma significativa las celdas solares. Por lo tanto, es necesario disponer de un sistema de potencia capaz de convertir la baja tensión de los paneles fotovoltaicos en buses de distribución de alta tensión. Dado el contexto y la necesidad de soluciones respecto a la gestión y distribución de potencia en plataformas de alta tensión, el objetivo de esta tesis doctoral es proponer y desarrollar una arquitectura novel para la conversión y regulación de la tensión para las secciones de paneles solares, basado en dos reconocidas técnicas en el sector espacial: el Regulador Shunt de Conmutación Secuencial (S3R) y el convertidor resonante en tensión y corriente (ZVZC) de ganancia fija (DCX). El primer capítulo corresponde a los aspectos académicos respecto al Programa de Doctorado en Tecnologías Industriales y de Telecomunicación (TECNIT) de la Universidad Miguel Hernández de Elche. En el segundo capítulo se presenta el contexto del sistema eléctrico de potencia de los satélites, los efectos de alta tensión en entornos espaciales, y el estado del arte de las plataformas SBSP y sus requisitos eléctricos. El tercer y cuarto capítulo se corresponden a los dos artículos de revistas que conforman el compendio de artículos de la tesis doctoral. Además de los artículos, los resultados han sido desarrollados y analizados en profundidad, siendo los principales temas tratados mostrados a continuación: • Se valida una nueva técnica de regulación de paneles solares para satélites de alta tensión, denominado Regulador Shunt de Conmutación Secuencial DCX (S3DCX). Se analiza el principio de funcionamiento y se modela el sistema. A continuación, se describe una metodología de diseño y se construye un prototipo de 2 kW destinado a secciones de paneles solares de 100 V y tensión de salida de 300 V. El sistema se desarrolla en base a los requerimientos establecidos por European Cooperation for Space Standardization (ECSS) de la ESA para buses de distribución regulados. • Se realiza un análisis exhaustivo de los semiconductores de potencia disponibles y compatibles para aplicaciones de alta tensión en entornos de radiación espacial. Se desarrolla un análisis experimental para incrementar las capacidades de potencia del S3DCX basado en semiconductores de banda ancha prohibida. Se valida y estudia la modularidad de las celdas de potencia para alcanzar tensiones de bus regulado a 600 V y 900 V. También se estudia el aislamiento eléctrico de los transformadores y de la celda de potencia en condiciones de vacío. El último capítulo de la tesis se presentan sus conclusiones, se resumen las principales contribuciones y se proponen futuras líneas de investigación. Por último, la tesis se cierra con cinco anexos que proporcionan detalles respecto al software desarrollado, los esquemáticos de los prototipos y una descripción de los bancos de trabajo.; The evolution of climate change over the last decades has led to the exploration of new methods of generating electricity without CO₂ emissions. One potential solution is the deployment of space-based solar power (SBSP) platforms, which involves the use of large solar array structures in orbit capable of generate electricity in the GW range and transmitting it to a ground station connected to the electrical grid. In recent years, several nations worldwide, including the United States of America, China, and Japan, have initiated programmes to research and develop commercial SBSP systems. In Europe, the European Space Agency (ESA) has promoted the SOLARIS initiative, which aims to establish the feasibility, fundamental knowledge, and necessary technology for the development of an orbital demonstrator. To effectively and reliably distribute power from the solar array sections to the rest of the platform, high voltage distribution buses of up to 20 kV are required. In conventional direct energy transfer topologies, the solar array sections operate at the same voltage as the distribution bus. However, such methods are not well suited to managing power in the GW range. At present, the maximum solar array voltage is 120 V, due to the occurrence of several effects in the space environment at high voltage, which significantly degrade the solar cells. It is therefore necessary to have a power system capable of converting the low voltage from the solar array section to the high voltage distribution bus. Considering the context and the need for power management and distribution solutions for high voltage platforms, the aim of this doctoral thesis is to propose and develop a novel architecture for the voltage conversion and regulation of the solar array sections, based on well established techniques in the space sector: the Sequential Switching Shunt Regulator (S3R) and the Zero Voltage Zero Current Switching (ZVZC) Direct Current Transformer (DCX) converter. The first chapter deals with the academic aspects of the Doctoral Program in Industrial and Telecommunications Technologies (TECNIT) of the Miguel Hernández University of Elche. The second chapter presents the context of electrical power systems in satellites, the effects of high voltage in space environments, and an overview of the state of the art in SBSP platforms and their electrical requirements. The third and fourth chapters correspond to the two journal papers that form the core of this doctoral thesis. In addition to the papers presented, the results are extended and analysed in depth, with the main topics listed below: • A novel technique for solar array regulation in high voltage satellites, called the Sequential Switching Shunt DCX Regulator (S3DCX), has been validated. The operating principle, modelling, and design methodology have been analysed. A 2 kW prototype for 100 V solar array sections and 300 V output has been developed in accordance with the requirements established from the European Cooperation for Space Standardization (ECSS) of ESA for regulated distribution buses. • A thorough analysis of the available power semiconductors compatible with high voltage applications in space radiation environments has been conducted. An experimental study was carried out to improve the power capabilities of the S3DCX based on wide bandgap semiconductors. The modularity of the power cells has been studied and validated up to 600 V and 900 V regulated distribution buses. The electrical isolation of the transformer and power cell under vacuum conditions was also studied. The final chapter of the thesis presents the conclusions, summarising the main contributions of this work and proposing future lines of research. Lastly, the thesis closes with five annexes containing details of the developed software, the schematics of the prototypes, and a description of the experimental setups.

2026-05-25T12:08:22Z Martínez López, Sebastián https://hdl.handle.net/11000/39944 2026-05-26T01:04:28Z 2026-05-25T12:06:14Z

Título : Función de LSECtin en el control de la inflamación durante la enfermedad hepática crónica Autor : Martínez López, Sebastián Resumen : INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS La cirrosis hepática es considerada un problema de salud pública grave generando una gran carga sobre los sistemas sanitarios debido a su cronicidad y más de 1 millón de muertes anuales. La progresión de la cirrosis se asocia con una disfunción inmunológica que, entre otros factores, implica la pérdida de mecanismos de tolerancia, determinados por las células presentadoras de antígeno (APCs) que pueblan el hígado, entre las que se encuentran las células endoteliales del sinusoide hepático (LSECs). Por su posición, interactúan constantemente con leucocitos circulantes en los cuales inducen un efecto de inactivación en condiciones de homeostasis gracias a los distintos receptores inmunitarios innatos que expresan. Dentro de estos receptores destaca la lectina de tipo C específica de LSECs LSECtin, conocida por participar en la regulación del sistema inmunitario hepático. Resultados previos de este laboratorio sugieren que esta proteína podría jugar un rol importante durante la enfermedad hepática crónica, donde su pérdida podría estar implicada en la progresión de la inflamación. En ese sentido, los objetivos de este trabajo fueron dilucidar los mecanismos que regulan la expresión de LSECtin en homeostasis y en cirrosis, así como esclarecer los mecanismos mediante los cuales LSECtin modula el sistema inmunitario. MÉTODOS En esta tesis doctoral hemos realizado experimentos con modelos animales de cirrosis experimental, apoyándonos con resultados obtenidos de muestras de patients cirróticos. En cuanto al modelo animal, indujimos daño hepático mediante la administración intragástrica de CCl₄. Esto nos permitió evaluar los cambios en LSECtin y su relación con la extensión del daño hepático, además de los efectos en la biología de las LSECs aisladas por cell sorting. Adicionalmente, el daño hepático resultante lo comparamos con animales que mantenían niveles altos de LSECtin durante la cirrosis gracias a un modelo genético de sobreexpresión (Ki). Mediante citometría de flujo examinamos las diferencias cuantitativas de los distintos compartimentos del sistema inmunitario hepático. Finalmente, exploramos el mecanismo molecular a través del cual actúa LSECtin sobre los linfocitos mediante ensayos in vitro. Al disponer tanto de LSECtin recombinante soluble, así como de un anticuerpo funcional anti-LAG3 que bloqueaba las interacciones con sus ligandos, pudimos explorar los efectos de esta lectina sobre la capacidad de diferenciación de los linfocitos y las vías de transducción implicadas en el proceso. RESULTADOS En el primer estudio comprobamos que tanto en pacientes como en animales cirróticos existía una pérdida de la expresión de LSECtin en el endotelio hepático comparado con animales control y sujetos sanos. Además, estas LSECs promovían respuestas proinflamatorias en lugar de tolerogénicas. Comprobamos también que detrás de los cambios de expresión de esta lectina se encontrarían las citocinas. Las proinflamatorias la reprimían, mientras que las antiinflamatorias la inducían, sugiriendo un posible mecanismo de recuperación de la homeostasis durante la cirrosis. En el segundo trabajo, y para explorar este escenario, estudiamos los efectos de mantener niveles altos de LSECtin en el modelo Ki. La sobreexpresión de LSECtin mitigaba la progresión de la fibrosis y el daño inflamatorio. Concretamente, observamos una modulación de las poblaciones linfocitarias con un aumento de Tregs en detrimento de las Th17. Tras comprobar que tanto en el modelo animal como los pacientes encontrábamos Th17 con niveles altos de LAG3, ligando conocido de LSECtin, demostramos cómo esta lectina prevenía su diferenciación, alterando la señalización del TCR y de la IL-6 que eran cruciales en este proceso. CONCLUSIONES La pérdida de expresión de LSECtin se encuentra involucrada en la progresión de la inflamación durante la cirrosis hepática. Su papel como modulador de poblaciones linfocitarias proinflamatorias a través de LAG3, así como la posibilidad de recuperar su expresión en cirrosis mediante el uso de citocinas la convierten en una diana con potencial interés terapéutico en esta patología.; BACKGROUND AND OBJECTIVES Liver cirrhosis is considered a serious public health problem generating a major burden on our health sector due to its chronicity and more than 1 million deaths annually. The progression of cirrhosis is associated with an immune dysfunction, which involves the loss of different tolerance mechanisms determined by the antigen-presenting cells (APCs) that populate the liver, among which the liver sinusoidal endothelial cells (LSECs) stand out. Due to their location, they constantly interact with circulating leukocytes in which they induce an inactivating effect under homeostatic conditions through the different innate immune receptors they express. One of these receptors is the LSEC-specific C-type lectin LSECtin, known for its role in the regulation of the hepatic immune system. Previous results from this laboratory suggest that this protein could play an important role during chronic liver diseases, where its loss has been associated with the progression of inflammation. Thus, the objectives of this work were to elucidate the mechanisms by which LSECtin is regulated in homeostasis and disease as well as to ascertain how LSECtin mechanistically modulates the immune system. METHODS We have performed experiments with animal models of experimental cirrhosis supported by results obtained from samples of cirrhotic patients. Regarding the animal model, we induced liver damage by the intragastric administration of CCl₄. This allowed us to evaluate the changes in LSECtin expression, the relationship of these changes with the extent of liver damage and their effects on the biology of LSECs isolated by cell sorting. Additionally, we compared the magnitude of liver damage in animals that maintained high levels of LSECtin during cirrhosis using a genetic model of LSECtin overexpression (Ki). Using flow cytometry, we examined the quantitative differences in the various compartments of the hepatic immune system. Finally, we explored in vitro assays the molecular mechanism through which LSECtin acts on lymphocytes. By having both soluble recombinant LSECtin, as well as a functional anti-LAG3 antibody that blocked interactions with its ligands, we were able to explore the effects of this lectin on the differentiation capabilities of lymphocytes and the transduction pathways involved in those processes. RESULTS In the first study we found a loss of LSECtin expression in the hepatic endothelium of cirrhotic mice and patients compared to control mice and healthy volunteers, respectively. LSECs had a compromised signalling, promoting proinflammatory rather than tolerogenic responses. In addition, we found that proinflammatory cytokines repressed the expression of this lectin, while anti-inflammatory cytokines induced it, suggesting a possible mechanism of recovery of homeostasis during cirrhosis. In the second study, and to explore this scenario, we focused on evaluating the effects of maintaining high levels of LSECtin during this pathology in the Ki model. We found that LSECtin overexpression mitigated fibrosis progression and inflammatory damage. Specifically, we observed a modulation of lymphocyte populations with an increase in Tregs at the expense of Th17 cells. After verifying that Th17 cells from cirrhotic animals and patients highly expressed LAG3, a known ligand of LSECtin, we demonstrated how this lectin prevented their pro-inflammatory differentiation, altering the TCR and IL-6 signalling, also crucial for the Th17 phenotype. CONCLUSIONS The loss of LSECtin expression is involved in the progression of inflammation during liver cirrhosis. Its role as a modulator of proinflammatory lymphocyte populations through LAG3, as well as the possibility of recovering its expression in cirrhosis using cytokines, underscore LSECtin as a target of potential therapeutic interest in this pathology.

2026-05-25T12:06:14Z