Synthesis and characterization of bacterial cellulose membranes for tissue engineering

The Symbiotic Community of Bacteria and Yeast (SCOBY) is a by-product of the fermentation process of both the Kombucha and Jun beverages. It consists of a floating film composed of Bacterial Cellulose (BC), a natural biomaterial with special qualities appropriate for applications in Tissue Engineering. Furthermore, the utilisation of BC in conjunction with Graphene (GE) or its derivatives results in the creation of enhanced composite materials concerning cellular adhesion, expansion and multiplication, assimilation into the host tissue, and differentiation of stem cells into particular lineages. Compared to plant Cellulose, BC shows higher properties such as superior chemical purity, crystallinity, biocompatibility, and ultrafine network architecture. The objective of this study was to synthesize and characterize BC membranes, obtained from Kombucha and Jun beverages, with different amounts of GE and Activated Carbon (AC) additions. Macroscopic and microscopic features of the films were assessed through X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy with Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (SEM-EDX), Raman Spectroscopy, Ultraviolet Visible Spectroscopy (UV-Vis), density and water absorption test, humidity analysis and pH measurements.

Lo SCOBY (acronimo di Symbiotic Community of Bacteria and Yeast) è un sottoprodotto delle fermentazione delle bevande Kombucha and Jun e consiste in una membrana galleggiante fatta di cellulosa batterica (BC), un biomateriale naturale caratterizzato da proprietà ideali per applicazioni nell’ingegneria dei tessuti. Inoltre, aggiungendo grafene (GE) o suoi derivati alla BC, è possibile ottenere materiali compositi aventi proprietà avanzate riguardo l’adesione cellulare, l’espansione, l’assimilazione nel tessuto ospite e la specifica differenziazione delle cellule staminali. La BC possiede migliori caratteristiche rispetto alla cellulose ottenuta da piante in termini di purezza chimica, cristallinità, biocompatibilità e network ultrafine di fibre. L’obiettivo di questo studio era la sintesi e la caratterizzazione di film di BC ottenuti da Kombucha e Jun, con differenti quantità di addizioni di GE e carbone attivo (AC). Le caratteristiche macroscopiche e microscopiche sono state studiate attraverso l’uso della diffrattometri a raggi-X (XRD), microscopia elettronica a scansione con spettrometria a dispersione di energia (SEM-EDS), spettroscopia Raman, spettroscopia ultravioletta visibile (UV-Vis), test di densità e assorbimento dell’acqua, analisi dell’umidità e misurazione del pH.