Výzkumnéaktivity

Poddajné kontakty v lidském těle (oko, fascie, kůže)

Abstrakt:
Výzkum cílí na tribologické modelování poddajných kontaktů lidského těla ve spolupráci s aplikačním partnerem, který stojí za vývojem zdravotnických prostředků na bázi kyseliny hyaluronové.

Cíle výzkumu:

  • Vyvinout spolehlivé a realistické tribologické modely oka, fascií a pokožky.

  • Stanovit optimální vlastnosti farmaceutické suroviny do očních kapek pro léčbu syndromu suchého oka na základě biotribologických experimentů.

  • Vyvinout zdravotnický prostředek pro léčbu bolesti dolních zad na základě studia biotribologických vlastností derivátů kyseliny hyaluronové.

Specifikace výzkumu:
Výzkum je zaměřen na tribologické chování mazaných poddajných kontaktů měkkých tkání, jako je kontakt oční bulvy s víčkem, interakce pokožky s předměty denní potřeby nebo tření mezi vrstvami fascií. Ve spolupráci s biotechnologickou společností Contipro, a. s. probíhal výzkum a vývoj zdravotnického prostředku v podobě farmaceutické suroviny na bázi kyseliny hyaluronové aplikované do očních kapek pro léčbu syndromu suchého oka. Nejprve byl vyvinut tribologický model oka a pomocí něho byl analyzován vliv složení umělých slz na velikost součinitele tření. Současně byl měřen vývoj tloušťky slzného filmu pomocí fluorescenční mikroskopie na specifickém simulátoru vlastní konstrukce. Závěry výzkumu přispěly k výrobě funkčního vzorku farmaceutické suroviny derivátu kyseliny hyaluronové do umělých slz, který je v současnosti komercializován.

Podobně jako u biotribologie oka se postupovalo i při analýze tření a mazání fascií pomocí hyaluronanu, což přispělo k vývoji prototypu zdravotnického prostředku pro léčbu bolesti dolních zad společností Contipro, a. s., se kterou byl výzkum realizován. Součástí práce byl vývoj tribologického modelu fascií, přičemž finální experimenty probíhaly na vypreparovaných králičích fasciích. Prototyp zdravotnického prostředku (komerční název Fascigel) na bázi hyaluronanu k injekční aplikaci do thorakolumbální fascie je nyní v klinickém testování.

Publikace:
ČERNOHLÁVEK, M.; BRANDEJSOVÁ, M.; ŠTĚPÁN, P.; VÁGNEROVÁ, H.; HERMANNOVÁ, M.; KOPECKÁ, K.; KULHÁNEK, J.; NEČAS, D.; VRBKA, M.; VELEBNÝ, V.; ANGELES, G. Insight into the Lubrication and Adhesion Properties of Hyaluronan for Ocular Drug Delivery. Biomolecules, 2021, vol. 11, no. 10, p. 1431-1431. ISSN: 2218-273X. https://doi.org/10.3390/biom11101431

NEČAS, D.; KULÍŠEK, V.; ŠTĚPÁN, P.; ONDREÁŠ, F.; ČÍPEK, P.; HUERTA-ANGELES, G.; VRBKA, M. Friction and Lubrication of Eye/Lens/Lid Interface: The Effect of Lubricant and Contact Lens Material. Tribology Letters, 2023, vol. 71, no. 4, p. 118-118. ISSN: 1023-8883. https://doi.org/10.1007/s11249-023-01787-4

STREĎANSKÁ, A.; NEČAS, D.; VRBKA, M.; SUCHÁNEK, J.; MATONOHOVÁ, J.; TOROPITSYN, J.; HARTL, M.; KŘUPKA, I.; NEŠPOROVÁ, K. Understanding frictional behavior in fascia tissues through tribological modeling and material substitution. Journal of the mechanical behavior of biomedical materials, 2024, vol. 155, no. 7, p. 106566-106566. ISSN: 1751-6161. https://doi.org/10.1016/j.jmbbm.2024.106566

Partneři a spolupráce:
Contipro, a. s., Dolní Dobrouč 401, 561 02 Dolní Dobrouč, Česká republika.

Projekty:
Výzkum a vývoj farmaceutické suroviny do umělých slz pro léčbu syndromu suchého oka, Technologická agentura ČR – Program průmyslového výzkumu a experimentálního vývoje TREND, FW01010060, 2020-2023 .

Lubrikace a regenerace fascií hyaluronanem, Evropská unie – OP PIK – Aplikace, CZ.01.1.02/0.0/0.0/19_262/0020005, 2020-2022.

Kontaktní osoba:
prof. Ing. Martin Vrbka, Ph.D.