Politechnika Łódzka
Celuloza bakteryjna Alicja Krystynowicz, Wojciech Czaja, Stanisław Bielecki Instytut Biochemii Technicznej Politechnika Łódzka ul. Stefanowskiego 4/10 90-924 Łódź, stanb@ck-sg.p.lodz.pl
Model tworzenia
Biosynteza celulozy bakteryjnej
Biosynteza i właściwości celulozy bakteryjnej Biosynteza celulozy w hodowli wgłębnej Komórki Acetobacter są na powierzchni kulek 5 mm
Celuloza w formie rurki (substutut naczyń krwionośnych)
glucose fru c tos e maltose cellobiose sucrose lactos e m annitol glycerol none Wpływ źródła węgla na syntezę celulozy 5 4,5 4 3,5 cellulose 3 dry mass 2,5 [g/l] 2 1,5 1 0,5 0
Struktura bakteryjnej celulozy otrzymanej na podłożu z glukozą
Struktura bakteryjnej celulozy otrzymanej na podłożu z fruktozą
Struktura bakteryjnej celulozy otrzymanej na podłożu z glukozą +CMC
Właściwości celulozy bakteryjnej Wysoki stopień czystości (brak lignin i hemiceluloz) Wysoka wytrzymałość mechaniczna Stopień polimeryzacji 2000 6000 Tekstura przypominająca teksturę owoców lub fibrylarną strukturę mięśnia Zdolność do wiązania wody i tworzenia wiązań z włóknami celulozowymi innego pochodzenia Wysoka elastyczność i porowatość błon Dobrze rozwinięta powierzchnia, duża trwałość i wysokie zdolności adsorpcyjne
Właściwości celulozy bakteryjnej Grubość mikrofibryli poniżej 100nm Smukłość mikrofibryli celulozowych wyrażona stosunkiem długości do średnicy, wynosząca od 200 do 500; średnica porów poniżej 3 µm Brak działania toksycznego, alergicznego i drażniącego Biozgodność
Właściwości membran celulozowych Medium SHE (with glucose) SHE (with fructose) cellulose content F (N) δ [Mpa] c cel [%] ε [%] 2,7 19,7 45,9 19,5 4,1 27,3 63,8 20,1 9,8 32,0 74,7 19,3 1,8 39,3 58,4 23,6 4,4 42,7 63,3 25,5 6,1 49,3 73,2 25,5 8,6 57,0 89,6 27,2 F- siła zrywająca δ- naprężenie zrywające ε- względne wydłuzenie zrywające
Zastosowanie celulozy bakteryjnej Przemysł spożywczy Czynnik niskokaloryczny Czynnik stabilizujący Dodatek poprawiający fizyczne właściwości żywności półpłynnej Dodatek do deserów ( np. niskokaloryczne lody) Nośnik do immobilizacji komórek drobnoustrojów, enzymów, naturalnych barwników Materiał filtracyjny
Zastosowanie celulozy bakteryjnej Przemysł papierniczy Papiery wysokiej jakości Reperacja starodruków Ultra mocne papiery Membrany akustyczne czy filtracyjne Medycyna Opatrunek (szczególnie na oparzenia) Sztuczna skóra Regulator uwalniana leku Przemysł chemiczny i włókienniczy Produkcja włókien celulozowych Absorpcja toksycznych materiałów Produkcja biokompozytów
Cechy dobrego materiału opatrunkowego sterylność łatwość stosowania elastyczność zdolność wchłaniania wysięku tworzenie optymalnych warunków do szybkiego gojenia się ran zapobieganie wtórnej infekcji i uszkodzeniom mechanicznym brak przywierania do rany brak toksyczności brak reakcji alergicznych Kleczyński S., Niedźwiedzki T., Brzeziński M. Polimery w medycynie, 16, 1-2, 55(1986)
Krążki celoulozowe
Błona celulozowa
Ocena opatrunków celulozowych Utrata płynu= (KK x H t1 )/H t2 KK objętość krwi krążącej u szczura obliczona na podstawie wagi, wieku i płci (ml) H t1 hematokryt badany po eksperymentalnym oparzeniu i w okresie rekonwalescencji szczura H t2 przeciętny hematokryt dla zdrowego szczura(%)
Utrata płynów u szczurów po oparzeniu bez założenia opatrunku utrata płynów (ml) 12 10 8 6 4 2 0 12 36 48 120 168 336 czas (godz)
Utrata płynów u szczurów po oparzeniu i założeniu opatrunku celulozowego utrata płynów (ml) 7,2 7 6,8 6,6 6,4 6,2 6 5,8 5,6 12 36 48 120 168 336 czas (godz)
Rana oparzeniowa leczona opatrunkiem celulozowym
Rana oparzeniowa częściowo pokryta strupem
Gojenie rany oparzeniowej Bez opatrunku (grupa II) i z opatrunkiem celulozowym (grupa IV) Szybsza demarkacja strupa (grupa II) Bardziej zaawansowane naskórkowanie (grupa II) Próby odtwarzania przydatków skóry w grupie z opatrunkiem przy ich braku wgrupie bez opatrunku