Ana Sofia Costa Nunes.pdf - Universidade do Minho

I. Motivação e Objetivos
Bacterial Cellulose as a Nanostructured Functional Material for Biomedical Applications
CAPÍTULO I. INTRODUÇÃO
Atualmente, muita atenção tem sido dedicada à cromatografia por membranas de afinidade devido ao
seu princípio de separação simples mas eficiente. Este processo foi referido pela primeira vez em 1988,
num artigo científico publicado por Brandt e colaboradores.
As membranas de afinidade têm sofrido um incremento bastante acentuado no que diz respeito à gama
de aplicações em que estão envolvidas. Hoje em dia, o seu campo de intervenção inclui áreas como a
biotecnologia, indústria biofarmacêutica, bioengenharia, aplicações clínicas, investigação científica,
imunoterapia, entre outras.
A constante inovação e aperfeiçoamento do processo e a descoberta de novas e melhores matrizes de
afinidade são as bases para a evolução do processo e são dois dos pontos que fazem das membranas de
afinidade um método de elevada produtividade e rendimento.
Neste trabalho, pretende-se avaliar o potencial da Celulose bacteriana (CB) como um possível e inovador
material a ser usado como membrana de afinidade para a separação e purificação de determinadas
proteínas. Esta eleição baseou-se, entre outros pontos, nas propriedades singulares e promissoras da CB,
para este processo de afinidade.
A Celulose Bacteriana é produzida pela bactéria gram-negativa e aeróbia obrigatória Gluconacetobacter
xylinus. Assim, apenas as bactérias na proximidade da superfície e que têm acesso ao oxigénio
conseguem manter a sua atividade e produzirem extracelularmente celulose, em apenas alguns dias.
Este biomaterial é um polissacarídeo composto por uma cadeia linear de moléculas de β-D-glicose unidas
por ligações β(1→4) glicosídicas.
A película gelatinosa de celulose formada pela fermentação da bactéria é inerte, insolúvel, permeável a
líquidos e gases e também resistente à tração e alongamento. Adicionalmente, este polímero de glicose
possui uma enorme capacidade de retenção de água, elevada cristalinidade, pureza e hidrofilicidade. De
realçar que, em condições de cultura estática, a celulose sintetizada pela bactéria, organiza-se
extracelularmente sob a forma de nanofibras, que se organizam numa matriz 3D. A natureza nanofibrilar
destas fibras e a sua organização matricial, conferem ao material uma elevada superfície específica,
permitindo assim equacionar a sua exploração como membrana de afinidade. Adicionalmente, é possível
modificar in situ, durante a biossíntese, a formação (diâmetro), a organização e a porosidade 3D das
nanofibras, pelo que, potencialmente, existe a capacidade de regular as propriedades da membrana
celulósica.
Devido então às suas propriedades únicas a CB oferece uma vasta gama de aplicações, nas mais
diversas áreas, destacando-se o seu enorme potencial na área biomédica, tendo já sido utilizada em
inúmeras aplicações na área de engenharia de tecidos. Dentro desta área, este biomaterial já foi
estudado por inúmeros grupos de investigação nas áreas de cicatrização de feridas, implantes dentários,
1