Příprava a vlastnosti přírodních pěnových nosičů pro hojení ran a regeneraci kůže

Preparation and properties of natural foam carriers for wound healing and skin regeneration

Abstrakt

3D nosiče na přírodní bázi jsou považovány za současný trend regenerativní medicíny, a to především díky jejich vysoké biokompatibilitě, tkáňově specifické struktuře a fyzikálně-chemickým vlastnostem, které nejvěrněji napodobují nativní extracelulární matrici (ECM). Příkladem takového přírodního materiálu je kůže, která se tradičně získává z lidských nebo savčích (zejména hovězích a vepřových) zdrojů. Dostupnost lidské kůže je však velmi omezená a savčí kůže obsahuje viry a priony, které jsou schopné odolat podmínkám zpracování a vyvolat onemocnění při kontaktu s lidskou kůží. Rybí kůže se může pyšnit absencí těchto patogenů a zároveň svými přirozenými protizánětlivými vlastnosti. Z těchto důvodů představuje rybí kůže velmi slibný přírodní materiál pro vývoj 3D nosičů. Tato studie se zabývala přípravou a charakterizací přírodních pěn z rybí kůže jako potenciálních nosičů pro biomedicínské aplikace. Proces přípravy zahrnoval optimalizaci decelularizačního postupu, jejímž cílem bylo maximalizovat účinnost odstranění buněk při zachování struktury a funkčních vlastností nativní ECM. Účinnost decelularizace byla vyhodnocována na základě testování morfologie a porozity s využitím optické mikroskopie a skenovací elektronové mikroskopie. Výsledné přírodní pěny byly dále fyzikálně-chemicky a biologicky charakterizovány, a to z hlediska mechanických vlastností, absorpční kapacity, stability v hydrolytických podmínkách, enzymatické degradace a cytotoxicity. Součástí této studie byla také dodatečná příprava přírodních pěn z rybího kolagenu, jejichž vlastnosti byly porovnávány s vlastnostmi přírodních pěn z rybí kůže. Optimalizované pěny z rybí kůže předčily pěny z rybího kolagenu ve většině hodnocených parametrů. Do budoucna mají přírodní pěny z rybí kůže významný potenciál pro použití při léčbě a regeneraci akutních a chronických ran, kde mohou podpořit tvorbu nové tkáně a zároveň zabránit vzniku infekce, zánětu a fibrotických jizev. Navíc může takový materiál sloužit jako in vitro model kůže ke studiu bioaktivních látek či léčiv.

Natural-based 3D carriers are considered to be the current trend in regenerative medicine, mainly due to their high biocompatibility, tissue-specific structure, and physicochemical properties, which most closely mimic the native extracellular matrix (ECM). An example of such a natural material is skin, which is traditionally obtained from human or mammalian (especially bovine and porcine) sources. However, the availability of human skin is very limited, and mammalian skin contains viruses and prions that are able to withstand processing conditions and cause disease when in contact with human skin. Fish skin boasts the absence of these pathogens and also its natural anti-inflammatory properties. For these reasons, fish skin is a very promising natural material for the development of 3D scaffolds. This study focused on the preparation and characterization of natural foams from fish skin as potential scaffolds for biomedical applications. The preparation process involved optimising the decellularisation procedure with the aim of maximising the efficiency of cell removal while preserving the structure and functional properties of the native ECM. The efficiency of decellularisation was evaluated based on morphology and porosity testing using optical microscopy and scanning electron microscopy. The resulting natural foams were further characterized physicochemically and biologically in terms of mechanical properties, absorption capacity, stability under hydrolytic conditions, enzymatic degradation, and cytotoxicity. This study also included the additional preparation of natural foams from fish collagen, whose properties were compared with the natural foams from fish skin. The optimized fish skin foams outperformed the fish collagen foams in most of the evaluated parameters. In the future, natural foams from fish skin have significant potential for use in the treatment and regeneration of acute and chronic wounds, where they can promote the formation of new tissue while preventing infection, inflammation, and fibrotic scarring. In addition, such material can serve as an in vitro skin model for studying bioactive substances or drugs.

rybí kůže, přírodní nosiče, přírodní pěny, decelularizace, extracelulární matrix, regenerativní medicína, hojení ran

fish skin, natural carriers, natural foams, decellularization, extracellular matrix, regenerative medicine, wound healing

KONEČNÁ, T.; BRTNÍKOVÁ, J.; KOUTNÁ, I.; LIPOVÝ, B.; ČERNÁ, E.; DINPARVAR, S.; SMOLNICKÁ, A.; IZSÁK, D.; MENČÍK, P.; TRUDIČOVÁ, M.; VOJTOVÁ, L.

25.11.2025

SYMMA, spol. s r.o.

Moravské Bránice

Sborník přednášek

37

37

53

https://symma.cz/hojeniran/down/hojeni_ran2025_program.pdf