Vývoj dočasných biopolymerních nosičů pro vybrané růstové faktory a zhodnocení jejich aktivity na hojení rány

MUDr. Jakub Holoubek, Ph.D.

Doctoral thesis

Development of temporary biopolymer hydrogel for selected growth factors and evaluation of their wound healing activity

Abstract:

Dnešní moderní doba je velkou výzvou pro využití pokročilých biopolymerních materiálů v oblasti klinické medicíny. Spolu s vyššími nároky na kvalitu léčby se zvyšuje poptávka po nových technologických aplikacích. Vize současné klinické praxe při léčbě akutních ran způsobených vysokou energií, jako je mechanické nebo popáleninové trauma a dále chronických defektů, je nejen přežití, ale také maximální možné zlepšení kvality života. Ve své dizertační práci se zaměřuji na vývoj, optimalizaci a experimentální testování unikátního antibakteriálního hydrogelu pro uzávěr kožních defektů na bázi přírodního polysacharidu Gum karaya obsahujícího stabilní formy růstového faktoru pro fibroblasty 2 (FGF2-STAB®). Při in vitro testech byla prokázána biologická aktivita materiálu na myších B-lymfocytech tak na fibroblastech, prokázali jsme velmi silnou bakteriostatickou aktivitu dominantně proti G+ patogenům při velmi nízkých koncentracích testovaného materiálu. Samotný in vivo experiment pak přinesl pozitivní výsledky biokompatibility zvoleného materiálu a nadějný histologický obraz bez nežádoucí interference s živou tkání. V souvislosti s histologickým vyšetřením byla ve studii zavedena zcela nová unikátní „in-house“ metodika odpočtu množství a plošné hustoty neokapilár v dermis zhojených kožních defektů. Výsledky celé dizertační práce ukazují velký potenciál pro další testování a vývoj.

Abstract:

Current advances in biopolymer materials provides the possibility of their use in the field of clinical medicine. Along with higher demands on the quality of treatment, the demand for new technological applications is increasing. The current clinical practice in the treatment of acute and chronic wound defects caused by high energy, such as mechanical or burn trauma, no longer aims only at patient survival; the maximum possible quality of patient's subsequent life moved to the forefront of interest. In my dissertation I focus on the development, optimization and experimental testing of a unique antibacterial hydrogel for the closure of skin defects based on the natural polysaccharide Gum karaya enriched with stable forms of growth factor for fibroblasts 2 (FGF2-STAB®). We verified the biological activity of the material in both mouse B-lymphocytes and fibroblasts, we demonstrated a very strong bacteriostatic activity dominantly against G + pathogens at very low concentrations. The in vivo experiment itself then brought positive results of biocompatibility of the selected material and a promising histological results without undesired interference with living tissue. In addition, a completely new unique "in-house" methodology for counting the number of vessels and the determining vascular density in the healed dermis was introduced. The results of the entire dissertation show great potential for further testing and development.

Keywords

Klíčová slova, Gum karaya, hojení ran, růstové faktory, kapilarita, biomateriály Key words, wound healing, growth factors, capillarity, biomaterials

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 22. 10. 2021

Thesis defence

• Date of defence: 11. 1. 2022
• Supervisor: doc. MUDr. Břetislav Lipový, PhD.
• Reader: MUDr. Peter Lengyel, PhD., MUDr. Robert Zajíček, Ph.D., doc. MUDr. Ondřej Měšťák, Ph.D.

Masaryk University

Faculty of Medicine

Doctoral programme / field:
Surgery and Reproductive Medicine / Surgery