Nanoselulosa Bakteri (BNC) merupakan biomaterial ramah lingkungan yang bermanfaat dalam bidang biomedis sebagai pembawa obat/zat aktif yang dapat diproduksi menggunakan medium Hestrin-Schramm. Tingginya harga medium membatasi penggunaannya dalam bidang industri. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan komponen substrat terbaik berdasarkan nilai rendemen dan mengkaji karakteristik fisika, serta kemampuan permeasi BNC sebagai matriks penghantaran obat mengandung kurkumin. Komponen substrat terdiri dari 6 kelompok, terdiri dari nira siwalan (NS) dan ampas tahu yang masing-masing berperan sebagai sumber glukosa dan nitrogen dengan perbandingan 0:100 (S-1), 20:80 (S-2), 40:60 (S-3), 60:40 (S-4), 80-20 (S-5), dan 100:0 (S-6) melalui kultur statis. Hasil dihitung rendemennya dan cairan fermentasi dianalisis. Substrat terpilih diimpregnasi ke dalam CR-DMSO dan CR-NE, dan dilakukan karakterisasi berdasarkan Scanning Electron Microscopy (SEM), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), X-Ray Diffractometry (XRD), X-Ray Fluorescence (XRF), dan efisiensi penjerapan (EE) serta drug load. Uji Permeasi BNC mengandung kurkumin dilakukan secara in vitro melalui Difusi Franz kemudian pengamatan secara visual melalui mikroskop konfokal menggunakan model kulit mencit. Uji keamanan secara in vivo menggunakan kulit mencit dengan pewarnaan Hematoksilin dan Eosin (H&E) diamati terhadap infiltrasi sel inflamasi dan neovaskularisasi. Substrat AAT-NS (0:100, S-6) merupakan komponen substrat terpilih untuk pembentukan BNC dengan nilai rendemen 118,5±0,09 g/L. CR-DMSO maupun CR-NE dapat diimpregnasi ke dalam BNC dengan baik berdasarkan karakterisasi fisika terhadap BNC/CR-DMSO dan BNC/CR-NE. Kedua formula mampu berpenetrasi hingga ke bagian dermis yang didukung dengan data konfokal. Tidak terjadi tanda peradangan maupun neovaskularisasi pada BNC/CR-DMSO dan BNC/CR-NE.