Opracowanie metody otrzymywania biokompozytów celuloza bakteryjna/polilaktyd do zastosowań w inżynierii tkanki kostnej

Celem pracy było opracowanie metody otrzymywania kompozytowych
rusztowań kostnych na bazie poli-L-laktydu (PLLA) i celulozy bakteryjnej
przeznaczonych do zastosowań w inżynierii tkanki kostnej. W pracy przed-
stawiono zagadnienia związane z zastosowaniem polimerów biodegradowal-
nych w biomedycynie, właściwościami PLLA, rusztowaniami kostnymi oraz
charakterystyką i zastosowaniami celulozy bakteryjnej w biomedycynie.
W ramach prac doświadczalnych przygotowano różne warianty dodatku z
celulozy bakteryjnej. Proces ten obejmował płukanie, suszenie, liofilizację
oraz rozdrabnianie materiału oraz ocenę poszczególnych wariantów. Na-
stępnie przygotowano rusztowania kostne PLLA oraz dodatkiem celulozy
bakteryjnej metodą ługowania. Przeprowadzono analizę właściwości otrzy-
manych materiałów z zastosowaniem spektroskopii w podczerwieni z trans-
formacją Fouriera (FTIR), badań kąta zwilżania, mikrotomografii kompute-
rowej oraz badań wytrzymałości na ściskanie. Dodatkowo wykonano ocenę
mikroskopową morfologii powierzchni otrzymanych rusztowań kostnych.
Uzyskanie wyniki potwierdziły, że opracowana metoda jest odpowiednia
do wytwarzania materiałów kompozytowych, które mogą być stosowane w
regeneracji tkanki kostnej. Właściwości takie jak porowatość czy wytrzyma-
łość mechaniczna były zgodne z literaturą. Dodatek celulozy bakteryjnej
okazał się mieć wpływ na właściwości, przede wszystkim mechaniczne oraz
powierzchniowe otrzymanych rusztowań.
Słowa kluczowe
Rusztowania kostne, polilaktyd, inżynieria tkankowa, polimery, celuloza
bakteryjna

The aim of this study was to develop a method for producing composite
bone scaffolds based on poly-L-lactide (PLLA) and bacterial cellulose in-
tended for applications in bone tissue engineering. The study presents is-
sues related to the use of biodegradable polymers in biomedicine, the prop-
erties of PLLA, bone scaffolds, as well as the characteristics and biomedical
applications of bacterial cellulose.
As part of the experimental work, various variants of bacterial cellulose
additives were prepared. This process included rinsing, drying, freeze-dry-
ing, and grinding of the material, as well as evaluation of the individual
variants. Subsequently, PLLA bone scaffolds with the addition of bacterial
cellulose were prepared using the salt leaching method. The properties of
the obtained materials were analyzed using Fourier-transform infrared
spectroscopy (FTIR), contact angle measurements, micro-computed to-
mography, and compression strength testing. Additionally, microscopic
evaluation of the surface morphology of the obtained scaffolds was per-
formed.
The obtained results confirmed that the developed method is suitable for
the potential application of the fabricated scaffolds in bone tissue regener-
ation. Properties such as porosity and mechanical strength were consistent
with the literature. The addition of bacterial cellulose was found to influence
the properties of the obtained scaffolds, primarily their mechanical and sur-
face properties.
Keywords
Bone scaffolds, polylactide, tissue engineering, polymers, bacterial cellulose