Tilapia Skin as a Biological Xenograft in Burns: From scientific research to clinical practice

 

Autor: Edmar Maciel Lima Junior¹
Co-autores: Eleicy Nathaly Mendoza Hernandez²; Camila BarrosoMartins²; Francisco Raimundo Silva Junior²; Felipe Augusto Rocha Rodrigues³; Carlos Roberto Koscky Paier²; Manoel Odorico de Moraes Filho²
Instituições: Instituto de apoio ao queimado; Universidade Federal do Ceara;Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Ceará

Titulações:
Edmar Maciel Lima Junior¹: Mestrado em Farmacologia pela Universidade Federal do Ceará, Medico Cirurgião plástico
Eleicy Nathaly Mendoza Hernandez²: Doutorado em Farmacologia pela Universidade Federal do Ceará, Brasil
Camila Barroso Martins²: Mestrado em Medicina Translacional pela Universidade Federal do Ceará, Brasil
Francisco Raimundo Silva Junior²: Mestrado em Medicina Translacional pelo Núcleo de Pesquisas e Desenvolvimento de Medicamentos, Brasil
Felipe Augusto Rocha Rodrigues³: Doutorado em Farmacologia pela Universidade Federal do Ceará, Brasil.
Carlos Roberto Koscky Paier²: Doutorado em Biologia Funcional e Molecular pela Universidade Estadual de Campinas, Brasil
Manoel Odorico de Moraes Filho²: Doutorado em Oncology pela University of Oxford, Grã-Bretanha

E-mail de referencia del autor:
edmarmaciel@gmail.com

E-mail dos coautores: Titulações:
Eleicy Nathaly Mendoza Hernandez: nathalymendozah@gmail.com
Camila Barroso Martins: camilabmn@gmail.com
Francisco Raimundo Silva Junior:enfosilvajunior@gmail.com
Felipe Augusto Rocha Rodrigues:felipe.rocha@ifce.edu.br

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Resumo

A pele de tilápia-do-Nilo (Oreochromis niloticus), tradicionalmente considerada um subproduto descartável da piscicultura, vem sendo redirecionada com sucesso para aplicações clínicas em queimaduras, configurando um inovador substituto cutâneo biológico. Iniciada no Brasil em 2015, a pesquisa multidisciplinar desenvolveu e validou uma pele liofilizada de tilápia com propriedades físicas e biológicas compatíveis com o tratamento de feridas térmicas. Estudos pré-clínicos demonstraram a presença abundante de colágeno tipo I, boa adesão ao leito da ferida, baixa imunogenicidade e propriedades antimicrobianas. Ensaios clínicos em diferentes fases evidenciaram eficácia na redução da dor, da frequência de curativos e dos custos de tratamento, com especial destaque para pacientes pediátricos e queimaduras de segundo grau. O produto também vem sendo explorado em áreas como ginecologia, medicina veterinária e oftalmologia, com promissoras perspectivas de expansão. Este artigo revisa as evidências científicas acumuladas e discute o potencial terapêutico e translacional da pele de tilápia como xenoenxerto acessível e eficaz no tratamento de queimaduras.
Palavras-chave: Tilápia, queimaduras, substituto cutâneo, pele liofilizada, colágeno, inovação biomédica.

Abstract

The skin of Nile tilapia (Oreochromis niloticus), traditionally regarded as a disposable byproduct of fish farming, has been successfully repurposed for clinical applications in burn treatment, emerging as an innovative biological skin substitute. Initiated in Brazil in 2015, multidisciplinary research developed and validated a lyophilized tilapia skin with physical and biological properties compatible with the treatment of thermal wounds. Preclinical studies demonstrated an abundant presence of type I collagen, good adherence to the wound bed, low immunogenicity, and antimicrobial properties. Clinical trials in various phases have shown efficacy in reducing pain, dressing frequency, and treatment costs, with notable benefits for pediatric patients and second-degree burns. The product is also being explored in fields such as gynecology, veterinary medicine, and ophthalmology, with promising prospects for expansion. This article reviews the accumulated scientific evidence and discusses the therapeutic and translational potential of tilapia skin as an accessible and effective xenograft for burn treatment.
Keywords: Tilapia, burns, skin substitute, lyophilized skin, collagen, biomedical innovation.

Introdução

Coberturas biológicas têm sido amplamente utilizadas em países desenvolvidos para o tratamento de feridas complexas, incluindo queimaduras, úlceras varicosas, úlceras diabéticas e lesões traumáticas. No entanto, no Brasil, o uso desses biomateriais permanece limitado, devido à escassez de tecnologias nacionais, altos custos de importação, barreiras regulatórias e baixo investimento em pesquisa ^(1,2). Esse cenário motivou a busca por soluções alternativas, eficazes e economicamente viáveis.
Nesse contexto, surgiu a inovação disruptiva do uso da pele de tilápia-do-Nilo (Oreochromis niloticus) como substituto cutâneo biológico. A tilápia é o peixe mais cultivado no Brasil e possui ampla aceitação no mercado alimentício, gerando toneladas de pele como subproduto industrial, descartada praticamente sem valor comercial ⁽³⁾. Desde 2015, pesquisas brasileiras passaram a explorar essa pele como biomaterial, destacando sua composição rica em colágeno tipo I, elevada resistência mecânica e semelhança histológica com a pele humana (1,4). Com base nessas características, a pele de tilápia mostrou-se promissora para o desenvolvimento de um dispositivo biomédico inovador: um curativo biológico para queimaduras.
As queimaduras continuam sendo uma causa significativa de morbidade no Brasil, especialmente entre homens jovens de baixa renda e idosos, impactando fortemente o sistema público de saúde. Estima-se que cerca de um milhão de acidentes por queimadura ocorram anualmente no país, demandando tratamentos dolorosos, prolongados e dispendiosos (5). O curativo de pele de tilápia liofilizada tem demonstrado potencial para reduzir a dor, o número de trocas de curativos e os custos associados, além de diminuir a carga de trabalho das equipes médicas, representando um avanço importante na humanização e eficiência do atendimento.

Desenvolvimento da Pesquisa

Os estudos pré-clínicos foram realizados no Núcleo de Pesquisa e Desenvolvimento de Medicamentos da Universidade Federal do Ceará (NPDM-UFC). As análises histológicas demonstraram que a derme da pele de tilápia apresenta elevada concentração de colágeno tipo I, um componente essencial no processo de cicatrização, em níveis superiores aos encontrados na pele humana e até duas vezes maiores que na pele suína (Figura 1) ⁽¹⁾.
Com base nesses dados, foram desenvolvidas duas versões de curativos capazes de aproveitar o alto teor de colágeno da pele de tilápia: pele conservada em glicerol e pele liofilizada. A versão liofilizada apresenta vantagens significativas, como facilidade de armazenamento, menor risco de contaminação e logística simplificada. Entre seus benefícios estão o menor risco de contaminação microbiológica devido à embalagem a vácuo e à completa desidratação, a estabilidade em temperatura ambiente, que facilita o armazenamento e o transporte para regiões remotas, e a redução de até 90% nos custos de transporte por não necessitar de refrigeração.

Figura 1

Os ensaios pré-clínicos in vivo, em modelos animais de queimaduras, evidenciaram uma excelente adesão do curativo à lesão, redução do exsudato, menor frequência de trocas, diminuição da dor e discreta aceleração do processo de cicatrização. Esses resultados fundamentaram o avanço para estudos clínicos em humanos, consolidando a pele de tilápia como um biomaterial promissor para aplicação em diversas áreas da medicina regenerativa, inovador, acessível e eficaz.
Todo o processo de preparo envolve rigoroso controle laboratorial, incluindo a remoção de resíduos musculares, múltiplas lavagens, congelamento, liofilização, acondicionamento à vácuo e esterilização por radiação gama (Figura 2). Essa metodologia garante esterilidade, preservação da integridade do colágeno e segurança para uso clínico.

Figura 2

Estudos Clínicos

Os estudos clínicos foram iniciados com os ensaios de fase I, os quais se realizaram em voluntários saudáveis, e os resultados confirmaram a ausência de reações adversas, por hipersensibilidade ou dermatite de contato.
Seguidamente, os ensaios de fase II, foram conduzidos no Instituto Dr. José Frota (Fortaleza-Ceara, Brasil) e avaliaram a eficácia da pele em queimaduras de segundo e terceiro graus. Em lesões superficiais, observou-se aderência eficaz até reepitelização completa, com mínima troca de curativos (Figura 3). Em queimaduras profundas (Figura 4), as trocas ocorreram a cada 4–6 dias e a pele foi eficaz como cobertura temporária em lesões de terceiro grau (Figura 5) (6–8).

Figura 3

 

Figura 4 1

Figura 4 2

 

Figura 5

Posteriormente, os estudos de fase III foram conduzidos com a participação de 120 pacientes ambulatoriais e demonstraram uma redução significativa da dor, do número de trocas de curativos, da carga de trabalho das equipes de saúde e dos custos hospitalares. Esses resultados consolidam a viabilidade clínica e econômica do produto, além de comprovar sua segurança e eficácia no tratamento de queimaduras (Figura 6). Ademais, os achados estabelecem as bases para futuras aplicações clínicas da pele de tilápia em outras áreas da medicina regenerativa (5).
Para aplicar clinicamente a pele, primeiramente, a pele liofilizada deve ser reidratada em soro fisiológico 0,9% por 10 minutos antes da aplicação. É posicionada sobre a lesão com sobreposição mínima entre unidades, cobrindo também as bordas em 1 a 2 cm. Um curativo oclusivo secundário mantém a fixação e o contato íntimo com o leito da ferida por até 72 horas. A remoção é realizada com auxílio de emolientes sob água corrente (Figura 7).

Figura 6

Figura 7

Aplicações Complementares do Curativo Biológico de Pele de Tilápia Liofilizada

O curativo biológico elaborado a partir da pele de tilápia liofilizada tem se destacado como uma alternativa inovadora e eficaz em diversas áreas médicas, além do tratamento convencional de queimaduras. Suas propriedades biocompatíveis e capacidade de promover a regeneração tecidual ampliam seu uso para condições clínicas que requerem cicatrização acelerada e manejo eficaz da dor.

Síndrome de Apert

No tratamento das sindactilias associadas à Síndrome de Apert (Figura 8), a aplicação do curativo biológico de pele de tilápia liofilizada demonstrou benefícios significativos, especialmente na redução da dor pós-operatória e na diminuição da frequência de trocas de curativos. Esses efeitos estão relacionados à resposta angiogênica estimulada pelo biomaterial, que promove a neovascularização e melhora a reparação tecidual local, além de reduzir a inflamação, favorecendo uma cicatrização de melhor qualidade e com menor risco de complicações. Em estudo comparativo, pacientes do grupo experimental necessitaram, em média, um total de 9,4 dias submetidos a trocas diárias de curativos, enquanto o grupo controle apresentou uma média de 20,8 dias (P < 0,05), além de relatarem menos dor. Esses resultados indicam que a pele de tilápia pode acelerar o processo de reepitelização da ferida ao reduzir o número total de trocas de curativos, contribuindo para uma recuperação funcional mais eficiente (9).

Figura 8

Ginecologia e Cirurgias de Redesignação Sexual

Na ginecologia e nas cirurgias de redesignação sexual, o uso da pele de tilápia liofilizada para a confecção de neovaginas apresentou resultados promissores. Pacientes com Síndrome de Mayer-Rokitansky-Küster-Hauser (MRKH) (Figura 9) e mulheres transgênero (Figura 10) submetidas a vaginoplastia relataram melhorias significativas em aspectos como lubrificação, elasticidade e aceitação do tecido neovaginal. A alta biocompatibilidade do curativo reduz a incidência de rejeição e infecções, proporcionando um ambiente propício para a regeneração e funcionalidade do novo tecido. Estudos preliminares indicam que esse biomaterial pode representar uma solução acessível e eficaz para procedimentos reconstrutivos, com potencial para melhorar a qualidade de vida e o bem-estar psicológico dos pacientes. Porém, a dilatação mecânica periódica do canal vaginal recém-formado é essencial para a manutenção da estrutura até sua estabilização. Estes estudos apontam que o uso da pele de tilápia representa uma solução eficaz e acessível para reconstruções vaginais, com potencial impacto positivo na qualidade de vida e no bem-estar psicológico dos pacientes (10–12).

 

Figura 9

Figura 10

Perspectivas Futuras: Novos Produtos

A pele de tilápia está sendo utilizada como base para o desenvolvimento de uma matriz dérmica de colágeno puro, com potencial uso em úlceras de córnea, reconstrução de meninges e tratamento de queimaduras complexas. Paralelamente, outras linhas de pesquisa vêm explorando formulações tópicas, nutracêuticos e cosméticos regenerativos à base desse biomaterial. Os resultados positivos obtidos com o dispositivo regenerativo liofilizado evidenciam o amplo potencial da pele de tilápia na medicina regenerativa. As descobertas mais recentes abriram novos horizontes de pesquisa voltados ao uso interno do biomaterial, incluindo o desenvolvimento de próteses, telas cirúrgicas, ligamentos, válvulas cardíacas, vasos sanguíneos e enxertos em outros tecidos. Para viabilizar essas aplicações, está em desenvolvimento uma matriz dérmica acelular derivada da pele de tilápia (13,14).
Atualmente, o produto encontra-se em processo de transferência tecnológica para o setor privado, com registro regulatório em andamento junto à Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA). O objetivo é ampliar o acesso à tecnologia, tanto no Brasil quanto em mercados internacionais, tornando a pele de tilápia uma solução escalável, eficaz e economicamente viável para o tratamento de queimaduras, especialmente em contextos com recursos limitados.

Conclusão

A pele de tilápia liofilizada configura-se como uma solução inovadora, segura e acessível no campo dos substitutos cutâneos biológicos, representando um importante avanço na terapêutica de queimaduras. A robusta base científica construída ao longo da última década, por meio de estudos pré-clínicos e clínicos, comprova sua eficácia na redução da dor, da frequência de trocas de curativos e dos custos hospitalares, além de promover uma cicatrização eficiente, especialmente em queimaduras de espessura parcial. O sucesso clínico observado em populações vulneráveis, aliado à escalabilidade do produto, reforça seu potencial para transformar o cuidado com feridas em contextos de recursos limitados.
Além da sua aplicação consolidada em queimaduras, a pele de tilápia tem demonstrado versatilidade promissora em áreas emergentes da medicina regenerativa, como ginecologia reconstrutiva, cirurgia plástica, oftalmologia e medicina veterinária. As pesquisas em curso voltadas ao desenvolvimento de matrizes dérmicas acelulares e formulações tópicas ampliam ainda mais o espectro de aplicações biomédicas desse recurso.
A trajetória da pele de tilápia, desde um resíduo agroindustrial até um dispositivo médico avançado, ilustra o poder da ciência translacional e da inovação de baixo custo em saúde, com o potencial de consolidar-se como um dispositivo biomédico exportável e referência na medicina regenerativa.

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Referencias

1. Alves A, Negreiros P, Lima Verde MEQ, Ferreira Júnior AEC, Barros Silva PG, Pinheiro Feitosa V, et al. Avaliação microscópica, estudo histoquimimico e análise de propriedades tensiométrics da pele de tilápia do Nilo. Rev Bras Queimaduras. 2015;14(3):203–10.

2. Zhong SP, Zhang YZ, Lim CT. Tissue scaffolds for skin wound healing and dermal reconstruction. Wiley Interdiscip Rev NanomedNanobiotechnol. 2010;2(5):510–25.

3. Pizaia, M.G; Camara, M.R.G; Santana, M.A; Alves R. Agricultura Familiar e Ruralidade A piscicultura no Brasil: um estudo sobre a produção e comercialização de “Oreochromis niloticus”. RevistaVaria Scientia Agrárias. 2013;03:133–50.

4. Alves APNN, Lima Júnior EM, Piccolo NS, de Miranda MJB, Lima Verde MEQ, Ferreira Júnior AEC, et al. Study of tensiometric properties, microbiological and collagen content in Nile tilapia skin submitted to different sterilization methods. Cell Tissue Bank [Internet]. 2018 Sep 29;19(3):373–82. Available from: http://link.springer.com/10.1007/s10561-017-9681-y

5. Lima Júnior EM, de Moraes Filho MO, Costa BA, Fechine FV, Vale ML, Diógenes AK de L, et al. Nile Tilapia Fish Skin–Based Wound Dressing Improves Pain and Treatment-Related Costs of Superficial Partial-Thickness Burns: A Phase III Randomized Controlled Trial. PlastReconstr Surg. 2021 May 27;147(5):1189–98.

6. Lima-junior EM, Picollo NS, José M, Miranda B De, Lyeverton W, Ribeiro C. Uso da pele de tilápia (Oreochromis niloticus), como curative biologic oclusivo, no tratamento de queimaduras. Rev Bras Queimaduras. 2017;16(1):10–7.

7. Lima Júnior EM, De Moraes Filho MO, Costa BA, Rohleder AVP, Sales Rocha MB, Fechine FV, et al. Innovative Burn Treatment Using Tilapia Skin as a Xenograft: A Phase II Randomized Controlled Trial. Journal of Burn Care & Research [Internet]. 2020 May 2;41(3):585–92. Available from: https://academic.oup.com/jbcr/article/41/3/585/5695972

8. Lima Júnior EM, Moraes Filho MO de, Forte AJ, Costa BA, Fechine FV, Alves APNN, et al. Pediatric Burn Treatment Using Tilapia Skin as a Xenograft for Superficial Partial-Thickness Wounds: A Pilot Study. Journal of Burn Care & Research [Internet]. 2019 Aug 26; Available from: https://academic.oup.com/jbcr/advance-article/doi/10.1093/jbcr/irz149/5554505

9. Monte TM, Lima Júnior EM, de Moraes Filho MO, Koscky Paier CR, Rocha Rodrigues FA, Nunes Alves APN, et al. Outcomes of Apert Syndrome Hand Reconstruction With Tilapia Skin: A prospective study. Journal of Craniofacial Surgery. 2023 Aug 15;

10. Rodríguez ÁH, Lima Júnior EM, de Moraes Filho MO, Costa BA, Bruno ZV, Filho MPM, et al. Male-to-Female Gender-Affirming Surgery Using Nile Tilapia Fish Skin as a Biocompatible Graft. J Minim Invasive Gynecol [Internet]. 2020 Nov;27(7):1474–5. Available from: https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1553465020301205

11. Dias MTPM, Bilhar APM, Rios LC, Costa BA, Duete ÚR, Lima Júnior EM, et al. Neovaginoplasty for radiation-induced vaginal stenosis using Nile Tilapia Fish Skin as a biological graft. J Surg Case Rep [Internet]. 2019 Nov 1;2019(11). Available from: https://academic.oup.com/jscr/article/doi/10.1093/jscr/rjz311/5634096

12. Bezerra LRPS, Moraes Filho MO de, Bruno ZV, Lima Júnior EM, Alves APNN, Bilhar APM, et al. Tilapia Fish Skin: a new biological graft in gynecology. Revista de Medicina da UFC. 2018;58(2):6.

13. Martins CB, Lima Júnior EM, Paier CRK, Hernandez ENM, Silva Junior FR, Guedes ARM, et al. Desenvolvimento de uma matriz acelular de pele tilápia para tratamento de feridas: Um estudo experimental. Revista Brasileira de Queimaduras. 2023;22(2).

14. Melo M de S, Vieira-Neto AE, Melo M de S, Vieira NCG, De Moraes MEA, Lima-Júnior EM, et al. Uso De Curativo Oclusivo De Pele De Tilápia Em Perfuracao Córneal Com Luxação E Extravasamento Do Cristalino Em Filhote De Cão: Relato De Caso. RevistaContemporânea. 2023 Nov 1;3(11):20142–9.