Development of fish scale-derived collagen and sodium alginate composite film structures for wound healing applications

Abstract

Vücudun en büyük organı olan insan derisi, yaralanmaya neden olabilecek çeşitli dış etkenlere karşı savunmasızdır. Bu dış etkenler potansiyel olarak yara iyileşme sürecinde bir gecikmeye neden olabilir. Kolajenin fibroblastları harekete geçirir, yara yataklarında yeni kollajenin birikimini teşvik eder. Aljinat, yaradaki bakteriyel enfeksiyonların önlenmesine yardımcı olur. Bu çalışmanın amacı, Dicentrarchus labrax pullarından kolajen toplamak ve daha sonra bu toplanan kolajeni sodyum aljinat ile karıştırarak yaraların tedavisinde kullanılabilecek bir kompozit film oluşturmaktır. Atığın geri dönüştürülmesi ve maliyetin düşürülmesi amacıyla Dicentrarchus labrax pullarından pepsin ile çözündürülmüş kollajen (PSC) ekstrakte edilmiş ve daha sonra ticari olarak temin edilebilen sodyum aljinat ile çözücü döküm yöntemi kullanılarak bir kompozit film oluşturulmuştur. Bu amaç doğrultusunda yürütülen araştırmayı bu iki aşama oluşturmaktadır. Oluşan filmlerin kimyasal bileşimleri, yapısal morfolojileri, termal kararlılıkları ve elementel analizleri FTIR, SEM-EDS, DSC, TGA, XRD analizleri kullanılarak karakterize edilmiştir. Yapılan analizler sonucunda deneysel sürecin ilk aşaması olan kolajenin başarılı bir şekilde elde edildiği, ikinci aşamada sodyum aljinat ile birleştirilen film formunun etkin bir şekilde oluşturulduğu görülmüştür. Kompozit filmde hem sodyum aljinat hem de kollajenin temel varlığının yanı sıra sodyum aljinat ve kollajen arasında moleküller arası bağlantıların kurulduğu gösterildi. Sonuçlarımıza göre, bu farklı film versiyonu yara iyileştirme alanında umut vaat etmektedir.The human skin, which is the body's biggest organ, is vulnerable to a variety of external causes that can cause injury. These external causes could potentially cause a delay in the wound healing process. Collagen activates fibroblasts, promoting the deposition of new collagen in wound beds. Alginate helps prevent bacterial infections in wound. The purpose of this study is to harvest collagen from the scales of the Dicentrarchus labrax and then mix that harvested collagen with sodium alginate to generate a composite film that may be used in the treatment of wounds. In order to recycle the waste and reduce the cost, pepsin-solubilized collagen (PSC) was extracted from the fish scales of Dicentrarchus labrax, and then a composite film was formed using the solvent casting method with commercially available sodium alginate. These two stages make up the research that was carried out in accordance with this objective. The chemical composition, structural morphology, thermal stability, and elemental analysis of the films that were formed were characterized by using FTIR, SEM-EDS, DSC, TGA, XRD analyses. As a result of the analysis, it was found that the first stage of the experimental process, collagen, was successfully acquired, and that the film form composited with sodium alginate in the second stage was effectively generated. Intermolecular connections were shown to be established between sodium alginate and collagen, as well as the elemental presence of both sodium alginate and collagen in the composite film. Our findings demonstrate that these film variations are promising in wound healing.