Desarrollo de Nanocompuestos de Celulosa Bacteriana para Aplicaciones Biomédicas

Resumen

La celulosa bacteriana es un polisacárido obtenido a partir de microorganismos de la especie Gluconacetobacter cuando son cultivados en medios que contienen fuentes de carbono y nitrógeno. El material que se obtiene a partir de los procesos bioquímicos que ocurren dentro de la membrana celular de las bacterias se presenta físicamente como un gel que contiene agua y fibras de celulosa de alta pureza, cuyas dimensiones de sección se encuentran en el orden de los nanómetros. Debido a sus buenas propiedades, las aplicaciones de los materiales basados en celulosa bacteriana se incluyen en la industria del papel, alimentaria, farmacéutica y en biomedicina. La mayoría de investigaciones para la fabricación y aplicaciones de materiales basados en celulosa bacteriana utilizan métodos convencionales en los que a partir de los componentes macroscópicos se produce la formación de los materiales compuestos. En el presente trabajo se plantea la formación de los materiales compuestos a partir del autoensamblaje de las fibras de celulosa en presencia de la segunda fase. De esta manera se puede controlar las propiedades de los materiales resultantes así como las etapas del proceso de fabricación. Para ello se han utilizado componentes de los tipos orgánicos e inorgánicos. De esta manera el almidón presente en la formación de las fibras de celulosa se sitúa en la parte exterior de los materiales compuestos y no altera la morfología ni la estructura cristalina de las fibras. Por otro lado, el método desarrollado para la fabricación de compuestos de celulosa bacteriana-hidroxiapatita, consistió en suspender las partículas del mineral durante el tiempo de duración de la biosíntesis de celulosa. Con este método se alcanzó un 23.7% de fase inorgánica en los materiales compuestos y se demostró la biocompatibilidad y proliferación celular para aplicaciones biomédicas con células del tipo HEK. Finalmente, la optimización de la adhesión celular en los sustratos fabricados con esta técnica se alcanzó con el uso de factores de crecimiento celular tales como colágeno y poli-L-lisina, los cuales se adsorben en la superficie de la celulosa modificada eléctricamente. En el caso del uso de poli-L-lisina la viabilidad alcanzada se encuentra por encima del 90%, usando células del tipo CHO, la cual es comparable a aquella obtenida con el uso de platos comerciales de cultivo celular.