Elaboración y caracterización de un apósito de celulosa bacteriana como sistema de administración tópica de antibióticos

Abstract

This research focuses on the development and characterization of bacterial cellulose dressings obtained from the fermentation of Kombucha, with the aim of exploring its potential as a topical antibiotic delivery system. The study proposed an ecological and sustainable alternative to conventional synthetic dressings, which often have a significant environmental impact due to the use of non-biodegradable plastics. Instead of these synthetic materials, bacterial cellulose was presented as a highly biocompatible and biodegradable biopolymer, capable of offering properties such as water retention and a porous structure that facilitates wound healing. Additionally, the historical process of wound treatment was addressed, highlighting the evolution from traditional methods to modern dressings that promote healing in a moist environment. Over the years, research has led to the development of more sophisticated dressings. In this context, bacterial cellulose emerged as a promising material due to its excellent mechanical and physicochemical properties, positioning it as a viable alternative in the scientific field. The study delved into optimizing the Kombucha fermentation process, which enabled the production of bacterial cellulose. Through an experimental design based on response surface methodology, fermentation parameters such as the initial tea volume, glucose concentration, and temperature were optimized. As a result, an optimal yield of 65.14 g/L of SCOBY and 2.70 g/L of bacterial cellulose (BC) was obtained, surpassing previously reported yields in similar studies. Regarding the mechanical properties of BC, a tensile strength of 4 MPa and an elongation of 3.8% were achieved. The swelling capacity was 400%, and the water vapor permeability (WVP) was 27 g·s⁻¹·m⁻¹·MPa⁻¹.

La presente investigación se centra en la elaboración y caracterización de apósitos de celulosa bacteriana obtenida a partir de la fermentación de Kombucha, con el objetivo de explorar su potencial como sistema de administración tópica de antibióticos. La investigación propuso una alternativa ecológica y sostenible frente a los apósitos sintéticos convencionales, que suelen tener un impacto ambiental considerable debido al uso de plásticos no biodegradables. En lugar de estos materiales sintéticos, la celulosa bacteriana se presentó como un biopolímero altamente biocompatible y biodegradable, capaz de ofrecer propiedades como la retención de agua y una estructura porosa que facilita la cicatrización de heridas. Además, se abordó el proceso histórico del tratamiento de heridas, destacando la evolución de los métodos tradicionales hacia los apósitos modernos que promueven la curación en un ambiente húmedo. A lo largo de los años, la investigación ha llevado al desarrollo de apósitos más sofisticados. En este contexto, la celulosa bacteriana emergió como un material prometedor debido a sus excelentes propiedades mecánicas y fisicoquímicas, lo que la posicionó como una alternativa viable en el ámbito científico. La investigación profundizó en la optimización del proceso de fermentación de Kombucha, que permitió la producción de celulosa bacteriana. A través de un diseño experimental basado en la metodología de superficie de respuesta, se optimizaron los parámetros de fermentación, como el volumen de té inicial, la concentración de glucosa y la temperatura. Como resultado, se obtuvo un rendimiento óptimo de 65.14 g/L de SCOBY y 2.70 g/L de celulosa bacteriana (CB), superando los rendimientos reportados previamente en estudios similares. En cuanto a las propiedades mecánicas de la CB, se logró una resistencia a la tracción de 4 MPa y una elongación de 3.8%. La capacidad de hinchamiento fue de 400%, y la permeabilidad al vapor de agua (WVP) fue de 27 g·s⁻¹·m⁻¹·MPa⁻¹.