Abstract The biocompatibility of a scaffold for tissue engineered constructs is essential for the outcome. Bacterial cellulose (BC) consists of completely pure cellulose nanofibrils synthesized by Acetobacter xylinum . BC has high mechanical strength and can be shaped into three‐dimensional structures. Cellulose‐based materials induce negligible foreign body and inflammatory responses and are considered as biocompatible. The in vivo biocompatibility of BC has never been evaluated systematically. Thus, in the development of tissue engineered constructs with a BC scaffold, it is necessary to evaluate the in vivo biocompatibility. BC was implanted subcutaneously in rats for 1, 4, and 12 weeks. The implants were evaluated in aspects of chronic inflammation, foreign body responses, cell ingrowth, and angiogenesis, using histology, immunohistochemistry, and electron microscopy. There were no macroscopic signs of inflammation around the implants. There were no microscopic signs of inflammation either (i.e., a high number of small cells around the implants or the blood vessels). No fibrotic capsule or giant cells were present. Fibroblasts infiltrated BC, which was well integrated into the host tissue, and did not elicit any chronic inflammatory reactions. The biocompatibility of BC is good and the material has potential to be used as a scaffold in tissue engineering. © 2005 Wiley Periodicals, Inc. J Biomed Mater Res, 2006

Tissue engineered blood vessels (TEBV) represent an attractive approach for overcoming reconstructive problems associated with vascular diseases by providing small calibre vascular grafts. The aim of this study has been to evaluate a novel biomaterial, bacterial cellulose (BC), as a potential scaffold for TEBV. The morphology of the BC pellicle grown in static culture was investigated with SEM. Mechanical properties of BC were measured in Krebs solution and compared with the properties of porcine carotid arteries and ePTFE grafts. Attachment, proliferation and ingrowth of human smooth muscle cells (SMC) on the BC were analysed in vitro. The BC pellicle had an asymmetric structure composed of a fine network of nanofibrils similar to a collagen network. The shape of the stress–strain response of BC is reminiscent of the stress-strain response of the carotid artery, most probably due to the similarity in architecture of the nanofibrill networks. SMC adhered to and proliferated on the BC pellicle; an ingrowth of up to 40 μm was seen after 2 weeks of culture. BC exhibit attractive properties for use in future TEBV.

Nanoporous cellulose biosynthesized by bacteria is an attractive biomaterial scaffold for tissue engineering due to its biocompatibility and good mechanical properties. However, for bone applications a microscopic pore structure is needed to facilitate osteoblast ingrowth and formation of a mineralized tissue. Therefore, in this study microporous bacterial cellulose (BC) scaffolds were prepared by incorporating 300–500 μm paraffin wax microspheres into the fermentation process. The paraffin wax microspheres were subsequently removed, and scanning electron microscopy confirmed a microporous surface of the scaffolds while Fourier transform infrared spectroscopy verified the elimination of paraffin and tensile measurements showed a Young’s modulus of approximately 1.6 MPa. Microporous BC and nanoporous (control) BC scaffolds were seeded with MC3T3-E1 osteoprogenitor cells, and examined by confocal microscopy and histology for cell distribution and mineral deposition. Cells clustered within the pores of microporous BC, and formed denser mineral deposits than cells grown on control BC surfaces. This work shows that microporous BC is a promising biomaterial for bone tissue engineering applications.