Desenvolvimento de métodos de cultivo de Gluconacetobacter xylinus para obtenção de compósitos à base de celulose bacteriana e colágeno tipo I adicionado in situ

Abstract

A celulose bacteriana (CB) é um polímero produzido pela bactéria Gluconacetobacter xylinus, e apresenta diversas aplicações biomédicas e tecnológicas. Recentemente foi desenvolvido o método de inserção in situ, que visa a produção de compósitos via adição de materiais no meio de cultura. Neste trabalho tem sido realizada a inserção de colágeno durante a formação da CB no intuito de melhorar as propriedades osteocondutoras do compósito, formando um scaffold visando o uso em regeneração óssea. A produção de celulose bacteriana foi testada via cultivo da bactéria gramnegativa Gluconacetobacter xylinus linhagem ATCC 23769, em diferentes meios de cultura estáticos e agitado à base de distintas fontes de carbono e adição de colágeno in situ, a fim de avaliar tanto a produção, como as propriedades dos materiais produzidos. Foram utilizados meios da literatura, ou com algumas modificações, sendo o meio com melhor resultado foi aquele utilizado no restante do trabalho, ou seja, na produção de compósitos in situ. As membranas sem adição de materiais in situ foram caracterizadas por FT-IR, DRX, MEV, grau de polimerização, intumescimento e análise térmica, apresentando similaridade com o material disponível no mercado para comercialização. O processo de obtenção das mantas de CB foi acompanhado e estudado através da avaliação do crescimento da cepa utilizada, curva de consumo de açúcares, variação do pH e produção de CB em função do tempo de cultivo, para avaliar qual condição seria ideal para a produção de CB. Foram obtidos melhores resultados utilizando-se o manitol como fonte de carbono e um pH inicial de 4,5, ao utilizar a cepa ATCC 23769. O cultivo agitado mostrou-se mais eficiente ao produzir 5,47 g/L. A produção do compósito à base de CB e colágeno (CB+Col) através da adição in situ, variando a... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico aba

The Bacterial Cellulose (BC) is a polymer produced by Gluconacetobacter xylinus bacteria, and shows many biomedical and technological applications. Recently was developed the in situ method of insertion, that aims to obtain composites materials via addiction of interfering substances in the culture medium. In this work, has been performed the insertion of collagen during the BC formation, aiming to improve the osteoconductive properties of composite, making a scaffold to be used at bone regeneration. The BC production was tested by bacterial culture of gram-negative Gluconacetobacter xylinus strain ATCC 23769, in different culture media static and agitated based on different carbon sources and in situ addiction of collagen, to assess the production and the material properties. Literature mediuns were used, or with some modifications, being the best was that used at rest of the work, i.e., in the in situ composite production. The membranes without addiction of materials in situ were characterized by techniques FT-IR, XRD, SEM, degree of polimerization, swelling and termal analysis, showing similarity with the material available in the market for sale. The obtaining process of the BC blankets was accompanied and studied by evaluation of strain growing, sugar consumption curve, pH variation and BC production versus time of cultivation, to assess whats the ideal for BC production. Thus the better results was obtained using manitol as carbon source and a initial pH of 4,5, using ATCC 23769 strain. The agitated culture showed more efficient leading to a production of 5,47 g/L. The composite materials based on bacterial cellulose and collagen (CB+Col) through in situ addiction, varying from 1 to 5% (v/v) was performed at static culture. The final material was characterized regarding its physical-chemistry properties... (Complete abstract click electronic access below)