Detail projektu

Optimalizace nanostrukturálních dermálních náhrad na zvířecím modelu

Období řešení: 01.04.2017 — 31.12.2020

O projektu

Umělé kožní náhrady řídící proces hojení ran se používají v léčbě chronických kožních defektů a akutních ran. Závažným problémem je jejich vysoká cena a rizika pocházející z infekčních komplikací. Zatímco dvojvrstevná pěna Integra vyžaduje dvoukrokový chirurgický postup, jenovrstevný Matriderm použitelný v jednom kroku není schválen v ČR. Námi navrhovaná 3D nanostrukturní bio-náhrada se skládá z antibakteriální kolagen/chitosanové porézní pěny (dermální náhrada) s přísadou hyperstabilního fibroblastového růstového faktoru FGF2 a potažená elastickou nanovlákennou vrstvou (dermálně-epidermální spoj). Vrstva dermální náhrady umožňuje prorůstání nativních fibroblastů a cév, zatímco nanoporézní mukoadhezivní membrána simuluje "lepidlovou" mezivrstvu zajišťující dobrou přilnavost k epidermálnímu autograftu. V rámci tohoto projektu bude navržená bio-náhrada hodnocena fyzikálně-chemicky, biomechanicky, in-vitro pomocí fibroblastů, keratinocytů a makrofágů a následně použita na hojení defektu kůže v celé jeho tloušťce v preklinické studii na experimentálním modelu prasete. Cílem projektu je demonstrovat na experimentálním modelu prasete, zda navrhovaná experimentální bio-náhrada urychlí regeneraci poraněné tkáně pokožky v plné tloušťce defektu kůže v jednom kroku postupu. Získané údaje a výsledky vytvoří základ pro plánování klinické studie.

Popis anglicky
The artificial skin substitutes are applied in the treatment of chronic skin defects and acute wounds to control wound healing process. However, a significant problem is their high price and risks originated from infectious complications. Whereas bilayer sponge Integra involves two step surgery procedure, the monolayer Matriderm applicable in one step is not approved in Czech. Our proposed 3D nanostructured bio-substitute is consisted of antibacterial collagen/chitosan porous sponge (dermal substitute) doped with hyperstable fibroblast growth factor FGF2 and covered with elastic nanofiber layer (dermal-epidermal junction). The dermal substitute layer facilitates ingrowth of native fibroblasts and blood vessels while nanoporous mucoadhesive membrane simulates the “glue-like” interlayer ensuring good adhesion to the epidermis autograft. In this project, proposed bio-substitute will be evaluated physico-chemically, biomechanically, in-vitro on fibroblasts, keratinocytes and macrophages followed by treatment

Klíčová slova
tkáňové náhrady; poškození; hojení; popáleniny

Klíčová slova anglicky
tissue substitution; wound; healing; burns

Označení

17-29874A

Originální jazyk

čeština

Řešitelé

Útvary

Pokročilé polymerní materiály a kompozit
- příjemce (01.04.2017 - 31.12.2020)
Vysoké učení technické v Brně
- odpovědné pracoviště (27.08.2018 - 29.08.2018)

Zdroje financování

Ministerstvo zdravotnictví ČR - Program na podporu zdravotnického aplikovaného výzkumu a vývoje na léta 2015 – 2022

- plně financující (2017-03-31 - 2020-12-31)

Výsledky

BABRNÁKOVÁ, J.; HEARNDEN, V.; ŠTĚPÁNKOVÁ, V.; DAMBORSKÝ, J.; PAVLIŇÁKOVÁ, V.; VIŠTEJNOVÁ, L.; BLAHNOVÁ, V.; FILOVA, E.; ADAM, V.; KOPEL, P.; ŠMERKOVÁ, K.; VOJTOVÁ, L. In-vitro a ex-ovo testování bioaktivních vlastností 3D porézních kolagenových materiálů obohacených biologicky aktivními látkami pro dermální náhrady. Bioimplantologie 2018 - sborník abstrakt. Brno: České vysoké učení technické v Praze, 2018. s. 39-39. ISBN: 978-80-01-06425-2.
Detail

MUCHOVÁ, J.; HEARNDEN, V.; MICHLOVSKÁ, L.; VIŠTEJNOVÁ, L.; ZAVAĎÁKOVÁ, A.; ŠMERKOVÁ, K.; KOČIOVÁ, S.; ADAM, V.; KOPEL, P.; VOJTOVÁ, L. Mutual influence of selenium nanoparticles and FGF2-STAB® on biocompatible properties of collagen/chitosan 3D scaffolds: in vitro and ex ovo evaluation. Journal of Nanobiotechnology, 2021, vol. 19, no. 1, p. 1-16. ISSN: 1477-3155.
Detail

HOLOUBEK, J.; LIPOVÝ, B.; SUCHÁNEK, I.; KNOZ, M.; VOJTOVÁ, L.; ŘÍHOVÁ, H.; BRYCHTA, P. První aplikace dermální náhrady Matriderm v lokální terapii rozsáhle popáleného chlapce. Bioimplantologie 2018 - sborník abstrakt. Barbara Kubešová, Daniel Lysák, Tomáš Suchý, Petr Vališ, Lucie Vištejnová, Lucy Vojtová. Brno: České vysoké učení technické v Praze, 2018. s. 19-19. ISBN: 978-80-01-06425-2.
Detail

KHUNOVÁ, V.; PAVLIŇÁKOVÁ, V.; ŠKRÁTEK, M.; ŠAFAŘÍK, I.; PAVLIŇÁK, D. Magnetic halloysite reinforced biodegradable nanofibres: New challenge for medical applications. In AIP Conference Proceedings. AIP Conference Proceedings, 2018. p. 020074-1 (020074-4 p.)ISBN: 978-0-7354-1697-0.
Detail

BABRNÁKOVÁ, J.; PAVLIŇÁKOVÁ, V.; BRTNÍKOVÁ, J.; SEDLÁČEK, P.; PROSECKÁ, E.; KUBEŠOVÁ, B.; HEARNDEN, V.; VOJTOVÁ, L. Collagen Scaffolds Modified with Biologically Active Substances: In-vitro and Ex-ovo Evaluation. Global Summit on Stem Cell & Tissue Engineering. Barcelona: Scientific Federation, 2018. p. 24-24.
Detail

VOJTOVÁ, L.; BABRNÁKOVÁ, J.; PAVLIŇÁKOVÁ, V.; VIŠTEJNOVÁ, L.; ŠTĚPÁNKOVÁ, V.; FILOVA, E.; BLAHNOVÁ, V.; KNOZ, M.; LIPOVÝ, B.; HOLOUBEK, J.; PAVLOVSKÝ, Z.; FALDYNA, M.; GÖPFERT, E.; DAMBORSKÝ, J.; HEARNDEN, V. Biocompatibility and regenerative abilities of resorbable nanostructured bilayer skin replacement evaluated by small and large animal model. Barcelona: Scientific Federation, 2018. p. 23-23.
Detail

VOJTOVÁ, L.; PAVLIŇÁKOVÁ, V.; BABRNÁKOVÁ, J.; VIŠTEJNOVÁ, L.; ŠTĚPÁNKOVÁ, V.; FILOVA, E.; KNOZ, M.; LIPOVÝ, B.; HOLOUBEK, J.; PAVLOVSKÝ, Z.; FALDYNA, M.; GÖPFERT, E.; DAMBORSKÝ, J.; HEARNDEN, V. The Effect of Bioactive Additives on Morphology and Biological Properties of Collagen-Based Nanostructured Resorbable Skin Substitutes. 7th Meeting on Chemistry and Life 2018. Book of abstracts. Brno: Vysoké učení technické v Brně, 2018. p. 129-129. ISBN: 978-80-214-5488-0.
Detail

DORAZILOVÁ, J.; BABRNÁKOVÁ, J.; ŠMERKOVÁ, K.; KOPEL, P.; KOČIOVÁ, S.; DIVIŠ, P.; ADAM, V.; VOJTOVÁ, L. Enzymatic Degradation and Bacterial Inhibition of 3D Collagen/Chitosan Scaffolds Doped with Selenium Nanoparticles. Biomateriály a jejich povrchy XI. Praha: České vysoké učení technické v Praze, 2018. p. 74-75. ISBN: 978-80-01-06471-9.
Detail

DORAZILOVÁ, J.; BABRNÁKOVÁ, J.; ŠMERKOVÁ, K.; KOPEL, P.; KOČIOVÁ, S.; DIVIŠ, P.; ADAM, V.; VOJTOVÁ, L. Antibacterial 3D Porous Collagen scaffolds for Soft Tissue Regeneration. 7th Meeting on Chemistry and Life 2018. Book of abstracts. Brno: Vysoké učení technické v Brně, 2018. p. 133 ( p.)ISBN: 978-80-214-5488-0.
Detail

BABRNÁKOVÁ, J.; PAVLIŇÁKOVÁ, V.; BRTNÍKOVÁ, J.; SEDLÁČEK, P.; PROSECKÁ, E.; RAMPICHOVÁ, M.; FILOVA, E.; HEARNDEN, V.; VOJTOVÁ, L. Synergistic effect of bovine platelet lysate and various polysaccharides on the biological properties of collagen-based scaffolds for tissue engineering: Scaffold preparation, chemo-physical characterization, in vitro and ex ovo evaluation. Materials Science and Engineering C-Materials for Biological Applications, 2019, vol. 100, no. 1, p. 236-246. ISSN: 0928-4931.
Detail

ŽÍDEK, J.; PAVLOVSKÝ, Z.; KNOZ, M.; VOJTOVÁ, L.; LIPOVÝ, B.; HOLOUBEK, J.; FALDYNA, M.; GÖPFERT, E.; ŠTĚPÁNKOVÁ, V.; PAVLIŇÁKOVÁ, V. Sledování vaskularizace pomocí obrazové analýzy z histologických snímků regenerovaných měkkých tkání. Bioimplantologie 2019, sborník. 1. Brno: MSD spol.s.r.o., 2019. s. 38-38. ISBN: 978-80-7392-307-5.
Detail

KNOZ, M.; LIPOVÝ, B.; HOLOUBEK, J.; ŽÍDEK, J.; MUCHOVÁ, J.; PAVLIŇÁKOVÁ, V.; ŠTĚPÁNKOVÁ, V.; PAVLOVSKÝ, Z.; FALDYNA, M.; GÖPFERT, E.; DAMBORSKÝ, J.; HEARNDEN, V.; VOJTOVÁ, L. Bilaminární kožní dermální náhrada: Vliv stabilního FGF2 na kapilární denzitu sledovanou pomocí modelů ex-ovo a in vivo. XI. mezinárodní konference Bioimplantologie 2019. Brno: MSD, spol. s.r.o., 2019. s. 49-49. ISBN: 978-80-7392-307-5.
Detail

MUCHOVÁ, J.; PAVLIŇÁKOVÁ, V.; BRTNÍKOVÁ, J.; RAMPICHOVÁ, M.; FILOVA, E.; SEDLÁČEK, R.; HEARNDEN, V.; KUBEŠOVÁ, B.; VOJTOVÁ, L. Synergický účinek antibakteriálních polysacharidů a destičkového lyzátu na biokompatibilitu porézních substrátů pro tkáňové inženýrství kůže. XI. mezinárodní konference Bioimplantologie 2019. Brno: MSD spol., 2019. s. 59-59. ISBN: 978-80-7392-307-5.
Detail

DORAZILOVÁ, J.; KACVINSKÁ, K.; PAVLIŇÁKOVÁ, V.; RAMPICHOVÁ, M.; LUKÁŠOVÁ, V.; LIPOVÝ, B.; HOLOUBEK, J.; KNOZ, M.; FALDYNA, M.; GÖPFERT, E.; ŠTĚPÁNKOVÁ, V.; VOJTOVÁ, L. Kolagenové substráty jako trvalé náhrady defektů tkáně – in vitro a in vivo studie. Česko-slovenský kongres Mezioborové přístupy v hojení ran – sborník abstrakt. Praha: České vysoké učení technické v Praze, 2019. s. 33-33. ISBN: 978-80-01-06669-0.
Detail

DORAZILOVÁ, J.; MUCHOVÁ, J.; PAVLIŇÁKOVÁ, V.; ŠMERKOVÁ, K.; KOČIOVÁ, S.; KOPEL, P.; DIVIŠ, P.; ADAM, V.; VOJTOVÁ, L. Antibacterial collagen-based skin substitutes with selenium nanoparticles designed for infected burn wound. CZECH CHEMICAL SOCIETY SYMPOSIUM SERIES. Hradec Králové: Czech chemical society, 2019. p. 7-8. ISBN: 2336-7202.
Detail

DORAZILOVÁ, J.; MUCHOVÁ, J.; ŠMERKOVÁ, K.; KOČIOVÁ, S.; DIVIŠ, P.; KOPEL, P.; VESELÝ, R.; PAVLIŇÁKOVÁ, V.; ADAM, V.; VOJTOVÁ, L. Synergistic Effect of Chitosan and Selenium Nanoparticles on Biodegradation and Antibacterial Properties of Collagenous Scaffolds Designed for Infected Burn Wounds. Nanomaterials, 2020, vol. 10, no. 10, p. 1971-1992. ISSN: 2079-4991.
Detail

KNOZ, M.; VOJTOVÁ, L.; LIPOVÝ, B.; HOLOUBEK, J.; BABRNÁKOVÁ, J.; PAVLIŇÁKOVÁ, V.; VIŠTEJNOVÁ, L.; ŠTĚPÁNKOVÁ, V.; FILOVA, E.; PAVLOVSKÝ, Z.; FALDYNA, M.; GÖPFERT, E.; DAMBORSKÝ, J.; HEARNDEN, V. Vývoj biopolymerní nanostrukturované dermální náhrady: Ex ovo a in vivo studie. Bioimplantologie 2018 - sborník abstrakt. Barbara Kubešová, Daniel Lysák, Tomáš Suchý, Petr Vališ, Lucie Vištejnová, Lucy Vojtová. Brno: České vysoké učení technické v Praze, 2018. s. 33-33. ISBN: 978-80-01-06425-2.
Detail