کلمات کلیدی: سلولز باکتریایی, زیست تجزیه پذیر, میکروبیال سلولز, پلی ساکارید, سلولز گیاهی, میکروفیبریل, ترمیم زخم, ترمیم بافت استخوانی, انتقال مواد موثره, مارکت کازمتیک .
سلولز یکی از فراوان ترین مواد زیست تخریب پذیر در طبیعت به شمار می رود. در حال حاضر سلولز به روش های مختلف از جمله سنتز طبیعی ، فتوسنتز گیاهی ، سنتز میکروبی و تولید صناعی تولید شده و در دسترس قرار دارد. سلولز باکتریایی (میکروبیال یا باکتریال) توسط گونه های مختلف باکتریایی همانند گلوکوناستوباکتر زایلینوس در حضور اکسیژن و گلوکز تولید می گردد.
از سال ۱۸۸۶، گلوکوناسوتوباکتر Xylinus به عنوان میکروارگانیسم مدل برای پایه های مختلف و مطالعات کاربردی در مورد سلولز استفاده شده است. سلولز باکتریایی یا میکروبیال سلولز یک اکسو-پلی ساکارید ، یک پلی ساکارید با زنجیره بلند دارای واحدهای قندی یا مشتقات قندی است که با لینکهای مختلفی برای مثال ۱-۲ و ۱-۴ متصل شده است.
فرمول مولکولی سلولز باکتریایی مشابه با سلولز گیاهی است اما دارای خواص فیزیکو شیمیایی متفاوتی می باشد. به طور معمول، سلولز باکتریایی یک ساختار اولیه ساخته شده از میکروفیبریل های متشکل از زنجیرهای گلوکان است که با پیوندهای هیدرولیکی متصل شده اند ، به طوری که یک الگوی بلوری (میکرو فیبریل ها) را به وجود می آورند.
سلولز باکتریایی دارای درجه خلوص، شاخص بلوری و درجه پلیمریزاسیون بالاتری نسبت به سلولز گیاهی است. فیبریل های آن حدود ۱۰۰ برابر از سلولز گیاهی نازک تر است (قطر ۲۰-۱۰۰ نانومتر)، به طوری که یک سطح مقطع بسیار بالایی را در واحد جرم نشان داده می دهد.
این ویژگی، همراه با ماهیت هیدروفیلیکی بالای آن، باعث افزایش ظرفیت جذب مایعات می شود.
ظرفیت نگهداری آب آن (WHC) بیش از ۱۰۰ بار (از نظر وزنی) بالاتر از سلولز گیاهی است و WHC آن ۱۰۰-۲۰۰ بار بیشتر از وزن خشک آن است.
پیوندهای هیدروژنی بین واحدهای فیبریلی ، پایدار کننده ساختار آن است و بسیاری از خواص مکانیکی آن را نیز تعریف می کند. عموما استحکام کششی، حداکثر کشش و ضریب الاستیسیته که بیانگر ماهیت سلولز باکتریایی است بستگی به ساختار شبکه ایی بسیار ظریف فیبریل های متحد الشکل سلولز داشته و ثبات شیمیایی خوبی را به همراه می آورد.
سلولز باکتریایی سازگاری زیستی بالایی را از خود نشان می دهد و به علاوه اثرات سمی بر سیستم های بیولوژیکی ندارد. متخصصین معتقدند به علت سازگاری بیولوژیکی سلولز باکتریایی و شباهت ساختاری آن با اجزای ماتریکس خارج سلولی مانند کلاژن این مواد می توانند کاندید بسیاری از پروژه های مهندسی بافت باشند. لازم به ذکر است نانو فیبریل های کلاژن و سلولز باکتریایی دارای قطرهای مشابهی حدود ۱۰۰ نانومتر می باشند.
این ساختار و ماهیت بی نظیر سبب می شود تا سلولز باکتریایی مورد توجه فیلدهای متعدد و گوناگونی همانند نساجی ، ساخت کاغذهای با کیفیت بالا، غذا و دارویی ، ملزومات پزشکی ، الکترونیک و کازمتیک قرار گیرد.
این فیبریل های طبیعی ، غیر سمی در محصولات شبه بافت برای مراقبت، درمان و ترمیم زخم و بازسازی بافت ها و ارگان های آسیب دیده کاربرد دارند و می تواند کاندید ترمیم زخم ، مهندسی و ترمیم بافت استخوانی ، پیوند استخوان ، و برخی عملکردها در فیلد قلبی عروقی باشد.
در سیستم ترمیم زخم سلولز باکتریایی پتانسیل بالایی را به خاطر سازگاری زیستی، به هم پیوستگی، الاستیسیتی، شفافیت، قابلیت تراوایی و توان جذب آب، داراست. بکار گیری این مواد همچنین سبب حفظ رطوبت محیط زخم و جذب مواد التهابی مترشحه شده و حلالیت پایین و مقاومت خوبی در برابر تخریب را بروز می دهد.
به همین منظور سیستم های سلولز باکتریایی می توانند مواد خوبی برای انتقال مواد موثره به داخل پوست همانند مواد مرطوب کننده ، سفید کننده و ضد لک ، و عوامل ضد چروک و پیر پوستی باشند.
در سالهای اخیر مطالعات نشان داده است سلولز باکتریایی سیستم انتقالی مناسبی برای مواد کازمتیک هیدروفیلیک می باشد. اخیرا محصولاتی به صورت ماسکهای زیبایی با بکارگیری سلولز باکتریایی به مارکت کازمتیک ارائه گردیده است. در یک مطالعه آمریکایی می بینیم که برای تهیه یک ماسک ضد پیری عصاره جنسینگ را مستقیما به محیط کشت باکتریایی مربوطه افزوده و در پایان شبکه سلولز خاصی از سلولز باکتریایی حاوی عصاره جنسینگ بدست آمده است.
✍ دکتر محمد بقایی
داروساز و پژوهشگر
مشاور اداره کل فرآوردهای آرایشی و بهداشتى سازمان غذا و دارو
