K léčbě akné může pomoci technologie inspirovaná výrobou cukrové vaty

Akné patří mezi nejčastější kožní onemocnění. Během dospívání postihuje až 85 % lidí a u mnoha přetrvává i v dospělosti. Kromě fyzických projevů může výrazně ovlivňovat i sebevědomí. Jeho léčba bývá dlouhodobá a některé běžně používané přípravky mohou pokožku vysušovat nebo dráždit. Vědci z CEITEC Vysokého učení technického (VUT) vyvinuli speciálně upravená celulózová mikrovlákna, která v laboratorních testech účinně potlačovala bakterie způsobující akné. Vlákna se dají použít k výrobě pleťových masek. Otevírá se tak cesta k novým možnostem péče o pokožku trpící akné.

Materiál tvoří mikrovlákna z acetátu celulózy obohacená o oxid zinečnatý, která jsou následně upravená kyslíkovým plazmatem. Tento oxid se pak postupně uvolňuje do pokožky, působí na ni antibakteriálně a omezuje množení bakterií spojených se vznikem akné. Na rozdíl od běžných přípravků je účinná látka navázána přímo ve vláknech a uvolňuje se postupně, což umožňuje dlouhodobější účinek.

„Vlákna si přitom uchovávají vysokou účinnost, a to bez přídavků jakýchkoli aditiv, které jsou běžná v komerčních přípravcích. Materiál obsahuje přesně to, co je potřeba pro účinný boj s akné, a žádné zbytečné materiály navíc. Výzkum prokázal, že antibakteriální účinek mají ještě minimálně rok poté, co projdou úpravou,“ říká Martina Říhová z týmu Pokročilých nízkodimenzionálních nanomateriálů na CEITEC VUT, která výzkum vedla. Právě dlouhodobý prokázaný účinek otvírá dveře komerčnímu využití.

Do budoucna by stejný princip mohl najít využití také při léčbě dalších kožních bakteriálně komplikovaných onemocnění, jako je atopická dermatitida. Mohou být totiž nejen součástí pleťových masek pro léčbu akné, ale i náplastí pro ošetření menších postižených míst nebo obvazů vhodných na větší plochy.

CEITEC/Jakub Rozboud: K léčbě akné může pomoci technologie inspirovaná výrobou cukrové vaty: Martina Říhová z CEITEC VUT během analýzy pleti.

Vlákna vznikají podobně jako cukrová vata

Mikroskopická vlákna vědci vytvořili prostřednictvím odstředivého zvlákňování. Stejný fyzikální princip se využívá i při výrobě cukrové vaty – místo cukru ale v tomto případě vznikají jemná polymerní vlákna.

Doslova průlomová pak byla kombinace metody zvané Vapour Phase Infiltration, která vlákna obohatila o oxid zinečnatý, s následným ošetřením kyslíkovým plazmatem. To povrch vláken mírně naruší a umožní, aby se při kontaktu s vodou uvolňovaly účinné látky.

„Tento postup jsme u vláken z acetátu celulózy demonstrovali jako první na světě,“ podotýká vědkyně, která se výzkumu akné a jeho léčby věnuje už sedm let. Výsledky proto s kolegy publikovala i ve vědeckém magazínu Small, který patří mezi přední světová periodika zaměřená na nanomateriály a nanotechnologie.

Na výzkumu spolupracovali vědci z Brna a Španělska

Na vývoji materiálu se podílelo několik výzkumných týmů z různých institucí.  „Náš tým pod vedením Jana Macáka měl na starosti přípravu vláken. Poté jsme je převezli do španělského San Sebastianu, konkrétně do Nanogune k Mato Knezovi, kde se postarali o Vapor Phase Infiltration. Následně je tým Lenky Zajíčkové na CEITEC VUT ošetřil kyslíkovým plazmatem. A antibakteriální testování měl na starosti tým Zbyňka Hegera z Ústavu chemie a biochemie na Mendelově univerzitě,“ vyjmenovává spolupracovníky Martina Říhová.

Práce na výzkumu trvala přes rok. Než se nový materiál dostane do běžné praxe, čeká jej ještě biologické testování a následně klinické studie, které ověří jeho bezpečnost i účinnost při léčbě pacientů.

CEITEC/Jakub Rozboud: K léčbě akné může pomoci technologie inspirovaná výrobou cukrové vaty: Mikrovlákna vyvinutá Martinou Říhovou k léčbě akné.

Původní článek

Vlákna z acetátu celulózy s infiltrovanými nanokrystaly ZnO: aktivace antibakteriálních vlastností proti akné pomocí ošetření kyslíkovým plazmatem

Martina Rihova, Denisa Fenclova, Pavan Kumar Chennam, Aniket Mukherjee, David Pavlinak, Susan Azpeitia, Kristyna Cihalova, Miloslav Pouzar, Kaushik Baishya, Lenka Zajíčková, Zbynek Heger, Mato Knez, Jan M. Macak

Small, 2026, 22, e13286

10.1002/smll.202513286

licencováno pod CC-BY 4.0

Abstrakt

V této práci jsme vyvinuli biologicky odbouratelná vlákna z acetátu celulózy (CA) s infiltrovanými nanokrystaly ZnO určená k léčbě akné (Acne vulgaris, AV). Antibakteriální účinek, založený na uvolňování iontů Zn²⁺, byl aktivován ošetřením kyslíkovým plazmatem. Vlákna CA o průměru přibližně 2 µm byla připravena metodou odstředivého zvlákňování a následně infiltrována ZnO s využitím infiltrace z plynné fáze (Vapor Phase Infiltration, VPI) při různém počtu depozičních cyklů; obsah Zn dosahoval až 8 hm. %. Protože jsou vlákna CA přirozeně hydrofobní, byla ošetřena kyslíkovým plazmatem, aby se stala hydrofilními a zlepšilo se smáčení pokožky. Kombinace těchto postupů je zde představena poprvé.

Ošetření plazmatem vedlo ke vzniku funkčních skupin obsahujících kyslík na povrchu CA a významně zlepšilo jeho smáčivost. Analýzy upravených vláken pomocí skenovací elektronové mikroskopie (SEM) neprokázaly žádné morfologické poškození. Podrobná charakterizace vláken po 32 a 128 cyklech VPI, provedená pomocí rentgenové fotoelektronové spektroskopie (XPS), Ramanovy spektroskopie, RTG-fluorescenční spektroskopie (EDXRF), rentgenové difrakce (XRD) a transmisní elektronové mikroskopie (TEM), ukázala, že plazma povrch částečně oxidovalo a leptalo, čímž ovlivnilo distribuci ZnO.

Na rozdíl od neošetřených vláken vykazovala plazmaticky modifikovaná vlákna antibakteriální aktivitu vůči bakteriím způsobujícím akné, konkrétně Cutibacterium acnes a Staphylococcus epidermidis, a vytvářela výrazné inhibiční zóny o velikosti až 5 mm. Tyto výsledky dokládají jejich potenciál jako slibného terapeutického přístupu. Celkově ošetření plazmatem umožnilo účinnou funkcionalizaci povrchu a vedlo k přípravě antibakteriálních vláken se zlepšenými povrchovými vlastnostmi, vhodných pro využití při léčbě akné.