Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?


Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Области применения гиалуроновой кислоты





Гиалуроновая кислота (ГК) или гиалуронат натрия – водорастворимый полимер, поэтому ее использование в качестве основы для производства биоматериалов предоставляет много преимуществ.

Гиалуронат натрия нашел свое применение в разнообразных клинических приложениях, из которых наиболее значимы глазная хирургия, лечение суставных заболеваний, эстетическая медицина. Доктор R. Miller начал использовать ГК в составе имплантируемых внутриглазных линз, и с этого времени гиалуронат стал одним из самых применяемых компонентов в офтальмологии [18].

Способность гиалуроната к противовоспалительным, дезинфицирующим и ранозаживляющим действиям нашла свое широкое применение в медицине. ГК способствует регенерации эпителия, предотвращает образование грануляционных тканей, спаек, рубцов, снижает отечность, уменьшает кожный зуд, нормализует кровообращение, способствует рубцеванию трофических язв, предохраняет внутренние ткани глаза. В последние несколько лет развивается перспективное направление исследований, связанное с адресной доставкой лекарственных средств к конкретному пораженному органу или ткани [19].

Вследствие высокой молекулярной массой и способности удерживать большое количество воды, главная роль ГК в организме это поддержание увлажнения. ГК сохраняет открытым, гидратированным и стабильным внеклеточное пространство, в котором клетки и другие компоненты ECM, такие как волокна коллагена и эластина прочно сохраняются, и действуют как смазка и амортизатор, особенно в суставах. Было установлено и подтверждено, что ГК также участвует в клеточной активности, в том числе регулировании миграции и адгезии [20].

Высокомолекулярная ГК обладает анти-ангиогенными (нет роста кровеносных сосудов) и низкими противовоспалительными свойствами, в то время как низкомолекулярные фрагменты (<100 кДа) имеют противоположную биологическую активность; они оказывают противовоспалительное, иммуно-стимулирующие действие и поддерживают рост кровеносных сосудов [21].

Многие авторы сообщают о многочисленных возможностях применения ГК и фрагментов ГК в заживлении ран, а также об участии в процессе роста и пролиферации раковых опухолей, в которых CD44-клеточные рецепторы сверхэкспрессируются.

 

Чрезвычайно широкое применение ГК нашла в эстетической медицине, где на сегодня препараты на основе гиалуроната считаются «золотым стандартом» для инъекционной косметологии, что помимо всего, связано с растворимостью ГК в чистой воде. За последнее время, популярность нехирургических косметических процедур значительно увеличилась. В частности, речь идет о процедурах с использованием инъекционных форм – «филлеров», таких как подкожное заполнение. Согласно последним статистическим данным примерно 85% таких процедур проходит с использованием гиалуроновой кислоты. Такая популярность обусловлена эффективностью применения, безопасностью.

Скорость появления новых филлеров на косметическом рынке, параллельна росту популярности инъекционных косметических процедур. Они имеют низкое значение аллергических реакций и не требуют тестирования кожи. Несмотря на то, что филлеры не рассчитаны на постоянное нахождение в организме, большинство из них довольно долго могут находиться в организме. Процедура вживления филлеров под кожу пациента относительно проста и безболезненна, проходит под местной анестезией [22].

Физические и биохимические свойства гиалуроновой кислоты в виде раствора или гидрогеля (гель, способный набухать в водных растворах) являются чрезвычайно интересными для применения их в тканевой инженерии.

В обзоре [23] описаны свойства растворов гиалуроновой кислоты и гидрогеля на ее основе, который может быть использован как основа для выращивания костной ткани или как поддерживающий каркас для тканей.

Описан метод использования гиалуроновой кислоты в комплексе с поли-L-лизином (компонент эпидермиса) для получения пористого гидрогеля, который способствует адгезии клеток, восстановлению эпидермального барьера функций кожи, что может применяться для лечения глубоких кожных деффектов [24].

Исходя из изложенного выше материала о свойствах биополимеров ГК и хитозана, можно сделать вывод о перспективности и большей безопасности их использования в составе композиций для получения материалов медицинского назначения по сравнению с другими биодеградируемыми полимерами.

Химически модифицировать ГК для использования ее в составе композиций можно двумя способами: химическим сшиванием или сцеплением. Сцепление и сшивание ГК основано на одинаковых химических реакциях и отличается только тем, что в первом случае, соединение происходит на одной цепи ГК с помощью одной связи, в то время как во втором случае, различные цепи ГК связаны между собой двумя или более связями.

Кроме того, существуют различные типы сшивающих процессов: прямое сшивание, сшивание производных ГК и сшивание различных производных ГК. Химическая модификация ГК может быть выполнена на двух доступных функциональных группах ГК: карбоксильной группе и гидроксильной группе.

Были созданы многочисленные методы для сшивания или сцепления ГК. Некоторые методы выполняются в воде, а другие, так как они используют реагенты, чувствительные к гидролизу, должны быть выполнены в органических растворителях, таких как диметилформамид (ДМФ) или диметилсульфоксид (ДМСО). В этом случае природная натриевая соль ГК сначала должна быть переведена в любую кислотную форму или тетрабутиламмонийную (ТВА) соль для солюбилизации в органических растворителях. Это требует дополнительного этапа, увеличивая шансы фрагментации цепи ГК, связанную с химическими и физическими процедурами [26]. Так как ГК растворима в воде, проще всего проводить реакцию в воде. Тем не менее, некоторые реакции зависит от рН и должны быть выполнены в кислых или щелочных условиях, которые индуцируют значительный гидролиз цепи ГК [27].

Эти аспекты поощряют исследовательские группы для изучения новых путей синтеза и получения производных с соответствующими характеристиками в соответствии с их конкретными потребностями. В некоторых случаях эффективность реакции не является критерием, малой степени замещения или сшивания достаточно для достижения желаемого эффекта (Yeom et al., 2010), в то время как для других применений требуется высокая степень замещений.

В действительности ГК широко используется при разработке скаффолдов, где она должна быть сшита или дериватизирована во избежание растворимости и достижении устойчивости к деградации и механических свойств в биологической среде [28]. Многие стратегии сшивания были использованы для того, чтобы производить либо ГК сети или гибридные матрицы, в которой ГК находилась бы в сочетании с другими макромолекулами (например, коллаген, желатин, хондроитинсульфат, альгинат и т.д.). Большинство из сообщенных стратегий задействуют целевую карбоксильную группу цепи ГК для химических модификаций, как правило, используя карбодиимиды (или карбодиимиды / карбоксильную группу коактиваторов) Некоторые примеры сшивающих процессов приведенные в литературе, основаны на реакции сшивания с дивинилсульфоном (ДВС) и диглицидиловым эфиром (ДГЭ), связанных с ГК гидроксильными группами, сохраняя тем самым полианионную природу. В частности, стабилизация ГК с помощью простой сшивки диглицидиловым эфиром, широко используется для производства коммерческих наполнителей на основе ГК для увеличения объема мягких тканей [29], только недавно этот метод был применен для получения скаффолдов.

Скаффолды для восстановления хряща были получены Кан и др. (2009) и Хван и др. (2012) методом сшивания ГК с поли (этиленгликоль) диглицидиловым эфиром (ПДГЭ)[30]. В зависимости от количества сшивающего агента, описанные матрицы меняют механическое поведение от "гибкого" до жесткого геля. Пористая взаимопроникающая сеть, в которой ГК сшита ПДГЭ и альгинатом кальция с хлоридом было предложено в качестве каркаса для культур хондроцитов. В этом случае, альгинат применяют для улучшения взаимосвязанности структуры, и улучшения механических и биологических свойств Сегура и др. (2005), изучили ГК / коллагеновые скаффолды, используя ПДГЭ как сшивающий реагент, полученные пористые структуры оказались цито совместимыми и обладали высокой устойчивостью к ферментативному разложению. Наконец, Юн и др. (2011) разработали ПДГЭ - ГК сшитые скаффолды, способные индуцировать пролиферацию и хондрогенную дифференцировку мезенхимальных стволовых клеток человека.

 


 

ВЫВОДЫ

Исходя из изложенного выше материала о свойствах гиалуроновой кислоты и хитозана, можно сделать вывод о перспективности и большей безопасности использования этих биополимеров для получения материалов медицинского назначения по сравнению с другими биодеградируемыми полимерами.

Биополимер хитозан, может быть использован не только для получения новых материалов медицинского назначения, но и для модификации готовых полимерных изделий, например синтетических шовных нитей с целью повышения их биосовместимости.

Гиалуроновая кислота уже более 60 лет используется для получения продуктов для медицины по всему миру. Из-за своей способности к биосовместимости, биоразлагаемости и легко модифицирующейся химической структуры, гиалуроновая кислота широко используется в материалах для адресной доставки лекарственных средств в организме. Эти материалы создаются в таких формах, как пленки, микросферы, липосомы, волокна и гидрогели.

Более широкое использование этих биополимеров в медицинской практике требует знания об их взаимодействиях с организмом человека, влияние на окружающую среду. Исследования в этих областях продолжаются. Так же, материалы могут использоваться для электростимуляции тканей, проведении тепла, регулировано воздействовать на области воспаления.


 

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Roberts, George A. F. "Chitin Chemistry." 1992. doi:10.1007/978-1-349-11545-7.

2. J.G.Children. Zool.J. 1,101 (1824)

3. E.Fremy. Compt. Rend. S3, 1136 (1877)

4. Kubota, Naoji, and Yukari Eguchi. "Facile Preparation of Water-Soluble N-Acetylated Chitosan and Molecular Weight Dependence of Its Water-Solubility." Polym J Polymer Journal 29, no. 2 (1997): 123-27. doi:10.1295/polymj.29.123.

5. Ruiz-Herrera, José, and Alfredo D. Martínez-Espinoza. "Chitin Biosynthesis and Structural Organization in Vivo." Chitin and Chitinases, 1999, 39-53. doi:10.1007/978-3-0348-8757-1_3

6. Bough, Wayne A. "Reduction Of Suspended Solids In Vegetable Canning Waste Effluents By Coagulation With Chitosan." Journal of Food Science J Food Science 40, no. 2 (1975): 297-301. doi:10.1111/j.1365-2621.1975.tb02187.x.

7. Bough, Wayne A. "Reduction Of Suspended Solids In Vegetable Canning Waste Effluents By Coagulation With Chitosan." Journal of Food Science J Food Science 40, no. 2 (1975): 297-301. doi:10.1111/j.1365-2621.1975.tb02187.x.

8. Peniche-Covas, C., L. W. Alvarez, and W. Argüelles-Monal. "The Adsorption of Mercuric Ions by Chitosan." Journal of Applied Polymer Science J. Appl. Polym. Sci. 46, no. 7 (1992): 1147-150. doi:10.1002/app.1992.070460703

9. M. Yalpani, F. Johnsony L.E. Robinson. "Chitin, Chitosan: Sources, Chemistry, Biochemistry, Physical Properties and Applications." (1992)

10. P. Sandford y A. Steiner. Biomedical Application

11. G. Skjak-Baek, T. Anthosen, P. Sandford. "Biomedical Applications of Chitin and its Derivatives." (1989)

12. H.F. Mark, N.M. Bikales, C.G. Overberger, G. Menges (eds.). Encyclopedia of Poymer Science and Engineering. Vol. I (Wiley, NewYork, 1985) p.20

13. M.N.V. Ravikumar. "Review of Chitin and Chitosan Application". Reactiv and Functional Polimer. 46, 1-27 (2000)

14. H.M. Johnson and Associates. "Market Outlook in the International Fish and Seafood Sector. " Alternative Products/Uses and Food Safety Issues (2002)

15. J. Necas, L. Bartosikova, P. Brauner, J. Kolar. "Hyaluronic acid (hyaluronan): a review". Veterinarni Medicina, 53, 2008 (8): 397–411

16. Karen L. Beasley, M.D., Margaret A. Weiss, M.D., and Robert A. Weiss. "Hyaluronic Acid Fillers: A Comprehensive Review" M.D. Facial Plastic Surgery, Vol. 25, 2, (2009)

17. Robert, Robert, & Renard. Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry, 35(16), 3553–3559 (2010)

18. Fraser, J.R.E., Laurent, T.C., Laurent, U.B.G. "Hyaluronan: its nature, distribution, functions and turnover. " J Internal Med, 242: 27-33, (1997)

19. D. Monti, M.T. Torracca, P. Chetoni. "Mucoadhesive ophthalmic vehicles: evaluation of polymeric low-viscosity formulations". J. Ocular Pharm. 10 (1994) 83– 92.

20. G.D. Prestwich, K.P. Vercruysse. "Therapeutic applications of hyaluronic acid and hyaluronan derivatives". Pharm. Sci. Technol. Today 1 (1998) 42–43.

21. Lee J.Y., Spicer A.P. "Hyaluronan: a multifunc-tional, mega Dalton, stealth molecule." Current Opinion in Cell Biology, 12, 581–586 (2000)

22. Stern R, Asari AA, Sugahara KN. "Hyaluronan fragments: an information-rich system. " Eur J Cell Biol, 85(8):699–715 (2006)

23. Kogan G, Soltes L, Stern R, Gemeiner P. "Hyaluronic acid: a natural biopolymer with a broad range of biomedical and industrial applications." Biotechnol Lett, 29:17–25 (2007)

24. Maurice N. Collins, Colin Birkinsha. "Hyaluronic acid based scaffolds for tissue engineering—A review". Carbohydrate Polymers 92 1262– 1279 (2013)

25. Manna, F., Dentini, M., Desideri, P., Pita, O. D., Mortilla, E., & Maras, B. "Comparative chemical evaluation of two commercially available derivatives of hyaluronic acid (Hylaform from rooster combs and Restylane from streptococcus) used for soft tissue augmentation. " Journal of the European Academy of Dermatology and Venereology, 13, 183–192 (1999).

26. Kristoffer Bergman, Christer Elvingson, Jöns Hilborn, Göran Svensk, Tim Bowden. "Synthesis of Guanidinium-Modified Hyaluronic Acid Hydrogel" Journal: Biomacromolecules, vol. 8, no. 7, pp. 2190-2195, (2007).

27. Maleki A., Kjniksen A. and Nystr B. "Effect of pH on the behavior of hyaluronic acid in dilute and semi dilute aqueous solutions". Molecular Biosystems; 3: 437-443 (2008).

28. Carole E. Schanté, Guy Zuber, Corinne Herlin, Thierry F. Vandamme. "Chemical modifications of hyaluronic acid for the synthesisof derivatives for a broad range of biomedical applications"

29. Xian Xu, Amit K. Jh, Daniel A. Harrington, Mary C. Farach-Carson and Xinqiao Ji. "Hyaluronic acid-based hydrogels: from a natural polysaccharide to complex networks" Soft Matter,8, 3280-3294 (2012).

30. Samuel J. Falcone and Richard A. Berg. "Crosslinked hyaluronic acid dermal fillers: A comparison of rheological properties". Journal of Biomedical Materials Research, Part A, Vol. 87A, Issue 1, pages 264–271, (2008)

 


 

Questions

1. What are the advantages of using chitosan and hyaluronic acid for medical supplies, compared with other polymers?

2. How chitosan and hyaluronic acid can be used in tissue engineering?

3. How will described polymers (hyaluronic acid and chitosan) be used in your research?

 

Date: 2016-05-23; view: 1117; Нарушение авторских прав; Помощь в написании работы --> СЮДА...



mydocx.ru - 2015-2024 year. (0.006 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию