Bacterial cellulose: fabrication, characterization and biocompatibility studies
- Autores: Muling Zeng
- Directores de la Tesis: Anna Roig Serra (dir. tes.), Adelina Vallribera Massó (dir. tes.), Anna Laromaine Sagué (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat Autònoma de Barcelona ( España ) en 2014
- Idioma: inglés
- Tribunal Calificador de la Tesis: Arben Merkoçi (presid.), Albert Figuerola Silvestre (secret.), Hélène Deville (voc.)
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- Resumen
En marzo de 2011, apliqué a una beca del CSC (Consejo de Becas de China), en cooperación con la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB). Después de medio año, conseguí la beca y comencé mi tesis doctoral bajo la supervisión de la Dra. Anna Roig y la Dra. Anna Laromaine. Mi proyecto asignada era en celulosa bacteriana: su síntesis, caracterización y estudios de biocompatibilidad. La celulosa bacteriana es un polisacárido de fuentes renovables, y puede ser producida por algunos tipos de bacterias en la naturaleza. Presenta propiedades químicas y físicas notables, incluyendo una alta pureza química y cristalinidad, una red de nanofibras, porosa, alta capacidad de absorción de agua y resistencia mecánica. La celulosa bacteriana se utiliza para una amplia variedad de aplicaciones comerciales. Por otra parte, la celulosa bacteriana es biocompatible con afinidad biológica y biodegradabilidad, que suscita la atención de investigadores en el área de la biomedicina. El primer objetivo de mi tesis fue aprender a producir películas de celulosa bacteriana y encontrar estrategias para controlar sus propiedades. Un segundo objetivo fue el desarrollo de métodos para la fabricación de nanocompuestos basedos con celulosa bacteriana. El objetivo final estudia la biocompatibilidad de las capas de celulosa bacteriana que hemos producido y su utilidad como soportes tridimensionales para el crecimiento celular. Así se pretende establecer una plataforma para el estudio de la interacción de células y nanopartículas en un entorno 3D más realista. Durante el primer año, se realizó la puesta a punto en el laboratorio del sistema para producir capas de celulosa bacteriana a partir de dos cepas bacterianas y secarlas a partir de tres métodos de secado:a temperatura ambiente, secado por liofilización y secado supercrítico. Por otra parte, se realizó la caracterización completa de las capas de celulosa bacteriana: su porosidad, la transparencia, la capacidad de absorción de agua y las propiedades mecánicas que se podían controlar seleccionando la cepa bacteriana y el método de secado. En el segundo año, se sintetizó la celulosa bacteriana compuesta con nanopartículas por el método asistida por microondas como materiales de celulosa funcionales novedosos. Este método es eficiente y rápido, forma un recubrimiento de las capas de celulosa bacteriana por nanopartículas de forma homogénea y controlable. Secando las capas de celulosa utilizando diferentes rutas, se puede controlar la cantidad final del contenido de las nanopartículas en los materiales compuestos. Así capas con dominios hidrófobos / hidrófilos favorecían el anclaje de nanopartículas de forma selectiva para crear materiales de celulosa más complejos y funcionales. En este último año, se ha llevado a cabo el estudio de la biocompatibilidad de las capas de celulosa bacteriana in vitro. Aunque la celulosa bacteriana se considera generalmente un material no citotóxico, su biocompatibilidad es un requisito importante para su uso en aplicaciones biológicas y médicas y no ha sido evaluado completamente. Además se fabricó una estructura de celulosa bacteriana 3D mejorada. La tesis se estructura en seis capítulos. Capítulo 1 proporciona una introducción a la celulosa bacteriana. Capítulo 2 ofrece una descripción detallada de la fabricación de capas de celulosa bacteriana (BCF). Capítulo 3 se centra en la síntesis de compuestos de celulosa bacteriana funcionales que incorporan nanopartículas. Capítulo 4 presenta estudios de biocompatibilidad de la celulosa bacteriana como estructura 2D y 3D para estudios celulares in vitro. Capítulo 5 se enumeran las principales conclusiones derivadas de la presente tesis y algunas sugerencias para el trabajo futuro.Capítulo 6 recoge información sobre el autor y las publicaciones durante el doctorado.
