Stent, Bioabsrobable, Bioabsorbible, Additive manufacturing, Fabricació additiva, Fabricación aditiva, 3D printing, Impressió 3D, Impresión 3D, Polymers, Polímers, and Polímeros

The main motivation of this work was to analyse the feasibility of the current stent’s manufacturing process to produce the new bioresorbable stents (BRS) as well as study new manufacturing methods. Fibre Laser Cutting (FLC) has been selected because is the current manufacturing process for stents, and 3D-Printing (3DP) because its capability to process different types of materials for medical applications and their economic aspects. Stents have been selected for being one of the most implanted biomedical device in the world. The thesis focuses on improve the bioresorbable stent’s manufacturing processes, establishing relationships between the process parameters and the key stent aspects, namely, precision, mechanical properties, and medical properties, and reduce the costs derived of the manufacturing process

Continuous flow chemistry, Supported Ionic Liquids, Multicatalytic processes, Telescoped reactions, 3D printing, C-C coupling reactions, and Ciències naturals, químiques, físiques i matemàtiques

This Doctoral Thesis is framed in the area of Sustainable Chemistry and more specifically in the field of continuous flow chemistry. The main objective has been the design and development of new continuous multicatalytic systems based on the use of supported ionic liquids, materials with very interesting catalytic properties. This objective has been applied to C-C bond forming reactions such as cyanosilylation, Strecker reaction or Negishi cross-couplings; whose products mean key synthetic intermediates in several processes in organic synthesis, specially in Fine and Pharmaceutical Chemistry. Telescopic processes and divergent syntheses have been succesfully achieved under continuous flow conditions. In addition, the novel additive manufacturing 3D printing technology has been introduced for the potential obtaining of continuous flow catalytic reactors.

Polímer d'ABS, Polimero de ABS, ABS polymer, Respectuós amb el medi ambient, Respectuosos con el medio ambiente, Enviromentally friendly, Impressió 3D, Impresión 3D, 3d Printing, and Ciències Experimentals

La presente Tesis Doctoral se ha enmarcado dentro de un proyecto de investigación y desarrollo industrial de la empresa Elix Polymers centrado en la obtención de nuevos materiales plásticos tipo ABS que o bien den respuesta a retos de prestaciones técnicas mejoradas, o bien sean más sostenibles con el medio ambiente. En concreto, el trabajo descrito en la memoria se ha centrado en lo que se refiere a responder a retos técnicos a mejorar la aplicabilidad del ABS en piezas exteriores así como su posible utilización en tecnología de impresión 3D; en relación con el reto de mejorar la sostenibilidad ambiental, se ha conseguido la generación de biocomposites con fibra de madera manteniendo las especificaciones técnicas necesarias. La Tesis está organizada en tres partes bien diferenciadas: - En la primera de ellas, se obtuvieron una serie de materiales basados en ABS, donde se introdujo la innovación de incorporar pequeños porcentajes de acrilato de n-butilo en el injertado sobre las partículas de polibutadieno. A continuación, se estudió la influencia de este nuevo injertado en las propiedades de las piezas finales obtenidas a partir de material de ABS desarrollado, observándose como una pequeña pérdida de resistencia al impacto es compensada con un aumento de la rigidez y sobre todo por una mayor resistencia a la intemperie, consiguiéndose por lo tanto el objetivo de aumentar la aplicabilidad del ABS en aplicaciones exteriores. - En la segunda parte, se afrontó el reto de conseguir un material tipo ABS con menos impacto medioambiental sin perder por ello características técnicas y de aplicabilidad. Más concretamente, se consiguió desarrollar un biocomposite de ABS incorporando un 19% de fibras de madera, consiguiéndose una buena dispersión de éstas gracias a la utilización de un copolímero de estireno y anhídrido maleico como compatibilizador. - En la tercera parte, se ha abordado el reto de primero estudiar cuales son las problemáticas que actualmente limitan la aplicabilidad del ABS en técnicas de impresión 3D, para a continuación conseguir desarrollar nuevas variantes de ABS modificados aptos para dicha impresión 3D. En concreto, se han conseguido tres hitos importantes: i) disminuir el problema del alabeo en las piezas finales, mediantes la introducción de porcentajes de fibra de carbono en el ABS; ii) conseguir un material impreso con una cierta conducitividad, para aplicaciones donde este aspecto es importante, mediante la introducción de un 3% de nanotubos de carbono en el ABS; y iii) reducir la huella de carbono y la emisión de compuestos volátiles del material de ABS utilizado, mediante la incorporación de un 24% de ácido poliláctico.

Prosthesis, Trachea, Antibacterial, Personalization, 3D printing, Drug delivery, Paclitaxel, Nanoparticles, and Ciències naturals, químiques, físiques i matemàtiques

Els stents són tubs expansibles fets de diferents materials que s'utilitzen per obrir conductes que han estat obstruïts. Específicament, en el camp dels stents traqueals, existeix una necessitat de millora per evitar els problemes post-implantació, tals com la colonització bacteriana, la formació de teixit de granulació, la migració del dispositiu i el dolor agut. La colonització bacteriana per microorganismes potencialment patògens (PPM, sigles en anglès) redueix la qualitat de vida dels pacients, indueix infecció o fins i tot sèpsia, i pot conduir a la mort del pacient si no es prenen les mesures adequades. A més, la re-estenosis de les cicatrius postinflamatòries, així com el creixement del teixit inflamatori de granulació, poden ser complicacions potencialment mortals. No obstant això, ambdues complicacions podrien resoldre's activant farmacològicament els stents mitjançant fàrmacs antiproliferatius. Per evitar aquesta problemàtica, és raonable proposar l'ús local de fàrmacs antiproliferatius, com per exemple el paclitaxel (PCTXL), que redueix la recurrència de la estenosis mitjançant un alliberament controlat, donant com resultat la cicatrització del teixit i la reducció del temps d'implantació del stent. Així mateix, els stents traqueals sofreixen d'una mala adaptabilitat a l'àrea d'implantació. Aquesta falta d'ajust condueix a la migració del stent al llarg de la tràquea, causant dolor crític i greus problemes en zones delicades com les cordes vocals. A més, aquesta migració o desplaçament del stent provoca la formació de teixit de granulació en els extrems, a causa de l'estrès mecànic i el fregament. No obstant això, tots dos problemes, la migració i la formació de teixit de granulació, es poden evitar redissenyant el stent, mitjançant tecnologia d'impressió 3D per augmentar l'adaptabilitat creant un dispositiu completament anatòmic. Aquestes complicacions fan que els metges i els pacients sol·licitin una nova generació de stents amb diferents propietats que permetin el tractament de diverses patologies, com la re-estenosis, i que evitin problemes associats, com la infecció, la migració i el sagnat. Aquest treball desenvolupa una tecnologia innovadora de recobriments, utilitzant tractaments per plasma per crear un recobriment antibacterià. Els materials resultants han estat capaços de reduir la colonització bacteriana i evitar la formació de biofilm. Els tractaments de superfície s'han adaptat per crear superfícies micro- i nanoestructurades, utilitzant plata com a agent antibacterià. El recobriment de plata metàl·lica desenvolupat, va mostrar un comportament hidrofòbic i una activitat antibacteriana contra soques Gram-positives i Gram-negatives. A més, es va utilitzar una modificació d'aquest recobriment en combinació amb una plataforma d'alliberament controlat de fàrmacs mitjançant nanopartícules, per encapsular paclitaxel i permetre l'alliberament controlat des de la superfície del material. Les nanopartícules de polièster-PEG es van fabricar utilitzant un polímer sintètic amb amines terminals i va presentar propietats d'encapsulació de paclitaxel i un alliberament controlat del mateix. Així, el sistema d'alliberament de fàrmac desenvolupat va ser eficaç contra diferents tipus de cèl·lules com les cèl·lules estenòtiques extretes del pacient. Per tant, i amb la finalitat de proporcionar una solució a la baixa adaptabilitat que provoca la migració del stent i el teixit de granulació, aquest treball presenta com a solució l'ús de les tecnologies de fabricació additives per obtenir un dispositiu anatòmic personalitzat i millorar així l'adaptabilitat. Aquesta tesi ha desenvolupat un protocol com a prova de concepte, per crear objectes anatòmics, utilitzant la informació dels pacients i la tecnologia de fabricació d'additiva. Com a resultat, el stent de silicona anatòmic es va fabricar amb èxit mitjançant diferents tecnologies de fabricació additives, i es van proporcionar propietats antibacterianes mitjançant els recobriments desenvolupats prèviament.

Arquitectura contemporánea, Tecnologías CAD-CAM, Fabricación aditiva, Impresión 3D, Geometrías complejas, Construcción automatizada, Construcción robótica, Contemporary architecture, CAD-CAM technologies, Additive manufacturing, 3D printing, Complex geometries, Automated construction, Robotic construction, and Àrees temàtiques de la UPC::Arquitectura

Como lo hicieron el PC e Internet en materia de información y comunicación, la Fabricación Aditiva (FA) está revolucionando los procesos de diseño y fabricación, abriendo un nuevo paradigma de producción que genera cambios e innovaciones relevantes en muchos ámbitos. Su impacto actual en otros sectores sugiere que la FA tiene igual potencial para transformar los procesos productivos de la arquitectura y de la construcción. Por ello, la autora se pregunta qué tipo de cambios puede generar y si ello supondrá un cambio de paradigma productivo igualmente disruptivo en estos dos campos. Para responder a ambas cuestiones, la presente tesis ofrece una valoración crítica del potencial de la FA aplicada a la arquitectura, analizando su impacto sobre los procesos de diseño y construcción. La primera parte incluye un estudio transversal de varios sectores de actividad, que permite constatar cómo esta tecnología está generando transformaciones radicales, con implicaciones globales de carácter social, económico y ambiental. En la segunda parte, se analiza la adaptación de la FA a los condicionantes propios de la arquitectura. Para ello, se presentan las iniciativas pioneras en su aplicación a gran escala y los proyectos dirigidos por la autora en el marco académico, que investigan qué procesos son necesarios para implementar esta tecnología desde y hacia el proyecto arquitectónico. Estos trabajos de investigación y experimentación multidisciplinar combinan la búsqueda de nuevos materiales, la creación de herramientas a medida y la programación de códigos de diseño específicos. Por último, se ofrece una síntesis de los resultados que sirve de base para valorar los avances recientes en la aplicación de la FA en la arquitectura, a escala mundial. En conjunto, la tesis demuestra que la investigación en este campo está en plena ebullición y que las aplicaciones de la FA van a generar cambios muy importantes, que suponen el inicio de un nuevo paradigma para el diseño arquitectónico y la construcción.

Històries de vida, Discapacitat visual, Educació artística, Prototipatge ràpid, Ceguesa, Impressió tridimensional, Life history, Visual impairment, Art education, Rapid prototyping, Blindness, 3D printing, Historias de vida, Discapacidad visual, Educación artística, Prototipado rápido, Ceguera, and Impresión tridimensional

The construction of this thesis is developed from different conceptual interlacing axis that created a networking weave through which the field of investigation was debated and defined and a project of collaborative citizenship with the goal of providing an improvement in the social environment from which the visual impairment through art was built. Firstly, we speak about the context in which, in a dialogic way, the identity of Ph. D. Rosa Gratacós Masanella has grown and developed. With the help of the narrative research and the life story methods we make an approach to the life time experience of the main character of our investigation, in order to understand her social, political and educational context, how it relates to her personal life, her work as a professor and her artistic career, and how all these different perspectives have points in common. We also approach those people who met our protagonist, those who were her referents or were important in the evolution of her identity. We point Ph. D. Rosa Gratacós pioneer investigation in the field of visual impairment and we finally explain the multisensory project of The Senses Labyrinth, a project that was born from the idea of universal accessibility from the perspective of blind people. Sensory education, game and art become the source of teaching and learning for the researcher and they are applied together to art education and artistic perception from blindness, through service and learning methodologies