El reciente campo denominado ingeniería de materiales vivos (ELM, por sus siglas del inglés engineered living material) tiene como objetivo ensamblar las propiedades de materiales vivos biológicos, compuestos por células, con otros materiales de origen natural o sintético.
Un equipo internacional de científicos creó un ELM a partir de un cocultivo simbiótico estable de la levadura Saccharomyces cerevisiae y la bacteria Komagataeibacter rhaeticus con el objeto de producir el biomaterial celulosa bacteriana. Este cocultivo es prometedor debido a sus altas tasas de producción de celulosa extracelular que alcanzan > 10 g por L creciendo en un medio de azúcar simple y económico. Forma una gruesa película flotante de celulosa bacteriana que consiste en una densa red de fibrillas de celulosa en forma de cintas, cada una de ~ 50 nm de ancho y de hasta 9 μm de largo, firmemente unidas por fuerzas de Van der Waals y enlaces de hidrógeno.
La naturaleza ultrapura y la alta cristalinidad de esta celulosa bacteriana proporcionan excelentes propiedades mecánicas, con nanofibras individuales que se estima que tienen una resistencia a la tracción de al menos 2 GPa y un módulo de Young de ~ 138 GPa. La celulosa tiene una alta porosidad, alta capacidad de retención de agua y una superficie muy grande (> 1000 cm2). Es biodegradable y biocompatible y se puede producir a gran escala con equipo mínimo y es de bajo costo e impacto ambiental.
Los ELM que producen celulosa bacteriana han atraído interés por su aplicación en el área biomédica para la producción de apósitos quirúrgicos y para heridas, andamios para la ingeniería de tejidos (por ejemplo, como apósitos para el tratamiento de quemaduras y úlceras), así como para la producción de diafragmas acústicos para auriculares y altavoces, separadores de baterías, aditivos cosméticos, y otros.
Los resultados fueron publicados en Nature Materials
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