The paper presents an evaluation of the rheological properties of viscosupplements based on hyaluronic acid, commonly used in knee osteoarthritis. On the basis of rheometric measurements, cross-linking power and density of network as well as characteristic linear dimensions of the networks of these viscosupplements were determined. It has been shown that the tested viscosupplements are characterized by a network of loosely entanglement chains that can form a similar or different type of structure.
PL
W pracy przedstawiono ocenę właściwości reologicznych wiskosuplementów opartych na bazie kwasu hialuronowego, a powszechnie stosowanych w chorobie zwyrodnieniowej stawów kolanowych. W oparciu o pomiary reometryczne wyznaczono moc i gęstość usieciowania oraz charakterystyczne wymiary liniowe sieci tych wiskosuplementów. Wykazano, że przebadane wiskosuplementy cechują się siecią luźno splątanych łańcuchów, które mogą tworzyć podobny, bądź zróżnicowany typ struktury.
Synovial joints are a basic part of the human body. Lack of proper lubrication of joints can lead to significant wear of their surfaces. The tribological and rheological properties of artificial synovial fluid solutions based on hyaluronic acid were studied. It was found that the concentration of selected hyaluronic acid solutions significantly affects the investigated parameters. The most promising results were obtained for 8 wt% hyaluronic acid solution, which showed the highest viscosity and wettability, and the lowest wear.
PL
Stawy maziowe stanowią podstawową część organizmu człowieka. Brak odpowiedniego smarowania stawów może prowadzić do znacznego zużycia ich powierzchni. W pracy zbadano właściwości tribologiczne i reologiczne roztworów sztucznej cieczy synowialnej na bazie kwasu hialuronowego. Stwierdzono, że stężenie wybranych roztworów kwasu hialuronowego znacząco wpływa na badane parametry. Najlepsze wyniki uzyskano dla 8% mas. roztworu kwasu hialuronowego, który charakteryzował się największą lepkością, zwilżalnością, a także najmniejszym zużyciem.
In this work, new materials based on the mixture of hyaluronic acid and albumin from chicken eggs have been studied. Tests were carried out to determine the molecular weight of the tested hyaluronic acids. The properties of hyaluronic acid were investigated and significant differences were found in the mechanical properties of the tested compound, depending on its molecular weight. It was found that egg albumin can be combined with hyaluronic acid and thin films can be obtained. Spectrometric tests were performed both for pure compounds and for mixtures of hyaluronic acid with chicken egg albumin. IR spectroscopy showed that interactions between hyaluronic acid and egg albumin are mainly by hydrogen bonds, as the shifts in the main bands in IR spectra were observed. The addition of egg albumin to hyaluronic acid leads to the decrease of its mechanical properties. The deterioration of the mechanical properties of polymer films from HA-albumin mixtures may be due to interactions between compounds which were shown in the IR spectra. The thin films based on hyaluronic acid and egg albumin blend can be used as adhesive materials in biomedicine and cosmetics. Both biopolymers are biocompatible and biodegradable so we can expect a biocompatible and biodegradable material for potential application as adhesives.
The production of preparations, whose destination action takes place in close proximity to living cells, increases the necessity to carry out studies concerning the determination of the biomaterial surface effect on the cellular response. In achieving this goal, physicochemical characteristic of the surface can be helpful. This can be established based on topography, chemical composition, wettability, and surface energy analysis. In addition, determining the changes of these properties which can occur as a result of surface modification will allow prediction of cell behaviour when contacting with biomaterial. In the study, the Langmuir-Blodgett technique was used. It enabled the transfer of the Langmuir monolayer formed from 1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-phosphocholine (DPPC) to a solid support. The DPPC film imitated a natural biological membrane capable of interacting with the components of the liquid subphase: chitosan (Ch), hyaluronic acid (HA) and/or titanium dioxide (TiO2). Depending on the type and strength of interactions of phospholipid molecules with the components of the subphase, the films obtained on the solid support were characterized by specific surface properties. Their characteristics based mainly on values of the work of adhesion in connection with films topography, allowed for statement that it is possible to form semi-interpenetrating Ch network in which HA is entrapped, contributing to the enhanced adhesion of the DPPC film, additionally intensified by TiO2 inclusion. This type of research permit for better understanding of the interactions at the interface, cell membrane-Ch/HA/TiO2 and can be important in the creation of a new generation of skin or tissue substitutes.
Polymeric products enriched with natural additives e.g. hyaluronic acid, plant hydrolates or collagen may find a wide application avenue due to the ever growing demand for natural cosmetics. The ecology of cosmetics is equally important. Therefore, in the work presented a biodegradable nonwoven was prepared with natural components as an active layer for cosmetic application. Synthesied was the biodegradable aliphatic-aromatic copolyester: poly(1.4 butylene succinate-co-glutarate-co-adipate-co-terephtalate) suitable for the forming of spunbond nonwoven. The active layer was deposited by padding on basic nonwoven. Assessed were microbiological and mechanical properties as well as the in – compost decomposition of the product. Activity against S. aureus and E. coli was tested and microbiological purity estimated. The best serviceable composition of the active layer was selected based on the microbiological properties tested. It contains sodium hialuronate, plant hydrolate of the bitter orange (Neroli), and collagen. Thanks to good mechanical properties, nonwoven made of aliphatic-aromatic co-polyester may serve as a carrier of the cosmetic layer in applications like face masks.
PL
Polimerowe wyroby wzbogacone naturalnymi dodatkami np. kwasem hialuronowym, hydrolatami roślinnymi lub kolagenem mogą znaleźć szerokie zastosowanie w kosmetyce, ze względu na coraz większe zainteresowanie konsumentów naturalnymi kosmetykami. Również aspekt ekologiczny zaczyna odgrywać ważną rolę w wyrobach kosmetycznych. Dlatego też w pracy zaprojektowano biodegradowalną włókninę z naturalnymi składnikami stanowiącymi warstwę aktywną do celów kosmetycznych. Przeprowadzono syntezę biodegradowalnego kopoliestru alifatyczno-aromatycznego poli(bursztynian-co-glutaran-co-adypinian-co-tereftalan1,4-butylenu) w celu uzyskania polimeru o określonych właściwościach fizykochemicznych, zdolnego do przetwórstwa na włókniny metodą spunbonded. Następnie na włókninę bazową naniesiono warstwę aktywną metodą napawania. Produkt został poddany ocenie mikrobiologicznej, mechanicznej oraz ocenie stopnia biorozkładu w środowisku kompostowym. Przeprowadzono badania aktywności wobec S. aureus oraz E. coli oraz ocenę czystości mikrobiologicznej wytworzonych włóknin. Na podstawie badań mikrobiologicznych wytypowano najkorzystniejszy skład warstwy aktywnej. Wykonano badania właściwości mechanicznych ze szczególnym uwzględnieniem właściwości użytkowych takich jak zdolności absorpcyjne i układalność. Dzięki dobrym właściwościom mechanicznym włóknina z kopoliestru alifatyczno-aromatycznego może pełnić funkcję bazy kosmetycznej. Jest ona również biodegradowalna co obecnie jest ważną cechą ze względu na ekologię. Wytypowana warstwa aktywna zawierająca w składzie mieszaninę hialuronianów sodu, hydrolat z kwiatu gorzkiej pomarańczy (Neroli) oraz kolagen wykazuje dobre właściwości mikrobiologiczne i mechaniczne. Kolagen, kwas hialuronowy oraz hydrolat z gorzkiej pomarańczy wykazują właściwości pielęgnacyjne i są szeroko stosowane w kosmetyce a naniesione na włókninę mogą doskonale spełniać funkcję kosmetyczną np. w postaci aktywnej maseczki.
Najbardziej niebezpieczne reakcje niepożądane po iniekcjach kwasu hialuronowego w medycynie estetycznej, to powikłania naczyniowe czyli Zespół Nicolau. W artykule przedstawiono powikłanie naczyniowe w okolicy górnej części fałdu nosowo-wargowego lewego po podaniu podskórnie kwasu hialuronowego w ilości 0, 5 ml. W czasie iniekcji wystąpiło zblednięcie, a już po godzinie sinica siateczkowata (livedo racemosa). Po tygodniu pojawiło się owrzodzenie. Dopiero dziesiątego dnia od iniekcji kwasu hialuronowego podano hialuronidazę. Po zastosowaniu 15 ekspozycji hiperbarii tlenowej nastąpiło całkowite wyleczenie owrzodzenia.
EN
The most hazardous adverse reactions following hyaluronic acid injections in aesthetic medicine involve vascular complications, known as the Nicolau Syndrome. This article presents a vascular complication in the area of the upper part of the nasolabial fold following subcutaneous administration of 0.5 ml of hyaluronic acid. At the time of the injection, paling occurred, which was followed by livedo racemosa appearing an hour later. Upon the lapse of a week, an ulceration appeared. It was not until the tenth day after the hyaluronic acid injection that hyaluronidase was administered. After 15 hyperbaric oxygen exposures, the ulcer was completely healed.
Skin substitutes are heterogeneous group of scaffolds (natural or synthetic) and cells. We hypothesize that nanofibers with layer composition made of polylactide (PLA) and sodium hyaluronate (HA) obtained using electrospinning method are a good matrix for cell adhesion and proliferation. Methods: Optimal conditions of electrospinning of PLA and HA nanofibers to create layered compositions (PLA membrane covered with HA nonwovens) were determined by modifying parameters such as the appropriate amount of solvents, polymer concentration, mixing temperature and electrospinning process conditions. By changing the parameters, it was possible to control the diameter and properties of both polymer fibers. The spinning solution were characterized by surface tension and rheology. A scanning electron microscope (SEM) was used to determine the morphology and fiber diameters: PLA and HA. Structure of the PLA/HA nonwoven was analyzed using spectroscopy (FTIR/ATR). Biocompatibility of the nonwoven with fibroblasts (ECM producers) was assessed in the in vitro conditions. Results: The results showed that stable conditions for the formation of submicron PLA fibers were obtained using a 13% wt. solution of the polymer, dissolved in a 3:1 mixture of DCM:DMF at 45 °C. The hyaluronic fibers were prepared from a 12% wt. solution of the polymer dissolved in a 2:1 mixture of ammonia water and ethyl alcohol. All materials were biocompatible but to a different degree. Conclusions: The proposed laminate scaffold was characterized by a hydrophobic-hydrophilic domain surface with a maintained fiber size of both layers. The material positively underwent biocompatibility testing in contact with fibroblasts.
The aim of the study was to investigate the rheological properties of aqueous solutions of sodium hyaluronate (molecular weight 1.0-1.8 MDa) in 0.1, 0.5, and 1.0% w/w compositions. The tests were performed using a rotary rheometer MCR 101 (Anton Paar), in a plate-cone measuring system, at 20 °C. Flow curves, viscosity curves, hysteresis loops, as well as the dependence of the conservative modulus G’ and the loss modulus G’’, depending on the oscillation frequency, were recorded. The compositions tested showed non-Newtonian liquid properties thinning by shear, and the viscoelastic properties were determined by the concentration of hyaluronan in water. For compositions with a concentration of 0.1% w/w and 0.5% w/w, the viscosity and elasticity of the compositions varied periodically by the oscillation frequency. On the other hand, the 1% w/w composition exhibits the dominance of elastic over the viscous properties in over the tested oscillation range. It is envisaged that such compositions may be considered as potential bionic lubricants for medical applications.
PL
Celem pracy było zbadanie właściwości reologicznych wodnych roztworów hialuronianu sodu (o masie cząsteczkowej 1,0-1,8 MDa), w kompozycjach o stężeniach 0,1, 0,5 i 1,0% m/m. Badania przeprowadzono za pomocą reometru rotacyjnego MCR 101 (firmy Anton Paar), w układzie pomiarowym typu płytka-stożek, w temperaturze 20°C. Zarejestrowano krzywe płynięcia, krzywe lepkościowe, pętle histerezy, a także zależności modułu zachowawczego G’ i modułu stratności G” w zależności od częstotliwości oscylacji. Badane kompozycje wykazywały cechy cieczy nienewtonowskich, rozrzedzanych ścinaniem, a właściwości lepko-sprężyste były determinowane stężeniem hialuronianu w wodzie. W przypadku kompozycji o stężeniach 0,1% m/m i 0,5% m/m udział cech lepkich i sprężystych zmienia się okresowo pod wpływem częstotliwości oscylacji. Natomiast w przypadku kompozycji 1% w całym badanym zakresie oscylacji kompozycja wykazuje przewagę właściwości sprężystych nad lepkimi. Przewiduje się, że tego typu kompozycje mogą być rozważane jako potencjalne bioniczne środki smarowe do zastosowań medycznych.
The aim of the research was to develop optimal conditions for manufacturing materials based on hyaluronic acid by the electrospun method. The studies were composed of three stages: the process of selection of the optimal solvent (mixture of solvents), the molecular weight of hyaluronic acid, and the concentration of biopolymer in the spinning solution. The influence of variable parameters on the rheological properties of the spinning solutions and electrospinning trails was tested. Depending on the electrospinning regime applied, the fibers obtained were characterised by a diameter of the order of 20 to 400 nm. As a result of the development works presented, an optimal molecular weight of the polymer, its concentration and system of solvents were determined, together with process parameters, ensuring a stable electrospinning process and relatively homogeneous nanofibers. Additionally studies on the residues of solvents used during electrosun formation were done and parameters of drying of the final materials were examined. This approach (verification of the presence of organic solvent residue in the nanofibrous formed) is important for the suitability of nanofibres as scaffolds for regenerative medicine. This study provides an opportunity for the understanding and identification of process parameters, allowing for predictable manufacturing nanofibers based on natural biopolymers, which makes it tremendously beneficial in terms of customisation.
PL
Celem badań było opracowanie optymalnych warunków otrzymywania nanowłókien z kwasu hialuronowego. Badania obejmowały następujące etapy realizacji pracy: proces doboru optymalnego rozpuszczalnika dla polimeru oraz dobór masy cząsteczkowej kwasu hialuronowego. Zbadano właściwości reologiczne roztworów oraz wpływ zmiennych parametrów procesowych na strukturę mikroskopową włókien. W zależności od zastosowanych parametrów elektroprzędzenia otrzymane włókna charakteryzowały się średnią rzędu od 20 do 400 nm. Dodatkowo przeprowadzono badania dotyczące pozostałości rozpuszczalników stosowanych w przygotowaniu roztworów przędzalniczych, co jest istotne z punktu widzenia wykorzystania tych materiałów w obrębie medycyny regeneracyjnej.
Textile materials with an electrospun nanofibrous web can be used fo ar wide range of applications, including medicine and health care. In this research, polyamide-6 and hyaluronic acid were used for the development of a nanofibrous web via electrospinning. Hyaluronic acid is one of the most interesting ingredients used in skin care. It is very important that the electrospun polyamide-6 nanofibrous structure binds nanoparticles of hyaluronic acid not covering the surface of these particles. The main goal of this work was to develop an electrospun nanofibrous polyamide-6 web with hyaluronic acid which can be used for health care and/or cosmetology A. polyamide-6 nanofibrous web with hyaluronic acid was successfully developed via electrospinning. The presence of hyaluronic acid in the nanoweb was confirmed after web treatment with hot (95%) water. Hyaluronic acid was transported from the spinning solution to the electrospun web, was not isolated from the environment by polyamide-6, and could interact with human skin.
PL
Materiały tekstylne z elektroprzędzionym runem znajdują szeroki zakres zastosowań w produkcji materiałów do zastosowań medycznych. W pracy wytworzono za pomocą elektroprzędzenia runo z poliamidu 6 i kwasu hialuronowego. Kwas hialuronowy jest jednym z najbardziej obiecujących składników stosowanych w pielęgnacji skóry. Istotne jest, aby struktura nanowłókna poliamidowego wiązała nanocząsteczki kwasu hialuronowego, nie pokrywając powierzchni tych cząstek. Głównym celem pracy było opracowanie runa poliamidowego z kwasem hialuronowym, które może być zastosowane w wyrobach medycznych i/lub kosmetologii.
In this preliminary study, 3D nanofibrous porous scaffolds in the form of spiral tubes for future application as nasal cartilages implants were fabricated by combining polycaprolactone electrospun fibers with drug modified hyaluronic acid gel. It is expected that the spiral form of the scaffold with open geometries, large surface area, and distance between the scaffold walls will be helpful for improving future cell penetration into the scaffolds, nutrient transport and metabolic waste removal, which are otherwise limited in conventional electrospun tissue-engineered scaffolds. The tubular scaffolds structure, its porosity and fibers’ diameter were assessed via scanning electron microscopy, and biological properties of the scaffolds were evaluated in an in vitro study using Simulated Body Fluid (SBF). SEM results showed that apatite formed within a short period on tubular scaffolds after its immersion in SBF, demonstrating high in vitro bioactivity of the scaffolds.
Exopolysaccharides fulfil protective functions and allow bacteria live in the communities, single or mixed, by facilitating adhesion to surfaces and to each other. Microbes prefer to exist in the form of a biofilm. The term biofilm was introduced in 1978 and is the group of microorganisms surrounded by extracellular, highly hydrated mucus, which allows adhesion on various surfaces and adhesion of cells to each other [1]. The extracellular slime owes its character mainly due to the presence of exopolysaccharides. Bacteria living in biofilms, have a high resistance to external factors, such as changes in temperature, pH, humidity, oxygenation, presence of bacteriocins, antibodies or antibiotics. They may be up to 1,000 times more resistant to antibiotics than planktonic forms. They can be synthesized inside and outside bacteria cell. The structure of the bacterial exopolysaccharide is very diverse, but very often, due to the presence of uronic acid residues, or non-sugar organic acids as pyruvic acid, succinic acid, as well as residues of inorganic acids such as phosphoric acid or sulfuric acid, they are negatively charged particles. In addition, a characteristic of most of the exopolysaccharides (EPS) is their enormous molecular mass of up to several million g/mol [11]. Thanks to its rheological properties, ease of isolation, and often biodegradable antioxidant activity extracellular polysaccharides are increasingly used in industry as a gelling agents, hardening and thickening agents, emulsifiers, food coatings and pharmaceutical products. In addition, they can be used as bandages, anti-cancer agents, cholesterol-lowering, antiulcer or immunomodulators [20–27]. This article discusses in details the selected exopolysaccharides such as xanthan, gellan, exopolysaccharides of lactic acid bacteria, dextran, bacterial cellulose, alginic acid, hyaluronic acid, mannans.
16
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Tradycyjnym źródłem pozyskiwania kwasu hialuronowego (HA) są tkanki zwierzęce, m.in. grzebienie kogucie, gałki oczne i pępowina bydlęca. Jednak ze względu na limitowaną ilość surowca i ograniczenia spowodowane ryzykiem wirusowych zakażeń tkanek zwierzęcych oraz wysokie koszty procesów ekstrakcji, obecnie HA produkuje się z wykorzystaniem mikroorganizmów, takich jak bakterie z rodzaju Streptococcus sp. Trwają badania nad zastosowaniem rekombinowanych mikroorganizmów zdolnych do biosyntezy HA. W tym celu prowadzone są hodowle z udziałem modyfikowanych szczepów bakterii (Bacillus sp., Lactococcus lactis, Agrobacterium sp. i Escherichia coli) jako potencjalnych producentów pożądanego biopolimeru.
EN
A review, with 35 refs., of methods for microbial prodn.
17
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Kwas hialuronowy (HA) jest polisacharydem zbudowanym z powtarzających się jednostek disacharydów. W skład jednostki disacharydu wchodzi kwas D-glukuronowy i N-acetyloglukozamina połączone na przemian wiązaniami β-1,3- i β-1,4-glikozydowymi. HA występuje jako biopolimer o zróżnicowanej masie cząsteczkowej. W zależności od miejsca występowania i funkcji biologicznych wielkość cząsteczki mieści się w zakresie 104–107 Da. W organizmie ludzkim HA występuje w postaci soli sodowej, głównie w skórze, w ciałku szklistym oka oraz w pępowinie ludzkiej. Takie cechy HA, jak higroskopijność, biokompatybilność, elastyczność i sprężystość zapewniają mu szeroki zakres zastosowania w przemyśle kosmetycznym, biomedycznym oraz żywnościowym.
EN
A review, with 30 refs., of uses in cosmetics and medicine.
Biopolimery są szeroko stosowane w dziedzinie biomateriałów. Są biokompatybilne, biodegradowalne oraz nietoksyczne dla ludzkiego organizmu. Celem niniejszych badań eksperymentalnych było otrzymanie kompozytów na bazie kolagenu, chitozanu oraz kwasu hialuronowego modyfikowanych poprzez dodatek kwasu taninowego. Biopolimery zostały wymieszane poprzez sporządzenie 1% roztworów każdego z nich, przy czym kolagen oraz chitosan były wymieszane w stosunku wagowym 50/50 oraz do tej mieszaniny zastosowano 1, 2 i 5 (w/w%) dodatek kwasu hialuronowego. Do mieszaniny dodano następnie 2, 5, 10 oraz 20 (w/w%) kwasu taninowego oraz otrzymano skafoldy metodą suszenia sublimacyjnego. Próbki zarówno z dodatkiem kwasu taninowego jak i bez niego zostały scharakteryzowane poprzez pomiar ich właściwości mechanicznych, analizę spektroskopii w podczerwieni (IR-ATR) oraz obrazowanie przy użyciu skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM). Ponadto wyznaczono porowatość oraz gęstość każdego ze skafoldów. Wszystkie otrzymane próbki były porowate i nie zaobserwowano znaczących różnic w strukturze na zdjęciach SEM. Na widmach IR-ATR charakterystyczne piki polimerów takie jak: amidowe I, II, III oraz A były przesunięte po dodatku taniny w wyniku pojawienia się wiązań wodorowych oraz oddziaływań elektrostatycznych. Wyniki pokazują, że kwas taninowy może być wykorzystany jako czynnik sieciujący stosowany w celu modyfikacji właściwości biomateriałów.
EN
Biopolymers are widely used in biomaterials science. They are biocompatible, biodegradable and non-toxic for human body. The aim of the study was to obtain scaffolds made of chitosan, collagen and hyaluronic acid modified by addition of tannic acid. The biopolymers were mixed as 1% solution, where collagen and chitosan were mixed in 50/50 (w/w%) and 1, 2 and 5 (w/w%) of hyaluronic acid was added. 2, 5, 10 and 20 (w/w%) of tannic acid was added to the mixture and scaffolds were obtained by freeze drying method. Samples with the tannic acid as well as without it were characterized by the mechanical parameters measurement, infrared spectroscopy (IR-ATR) and scanning electron microscopy (SEM). Moreover the porosity and density of the scaffolds were determined. The addition of tannic acid improves the mechanical properties and porosity of the scaffolds. All the scaffolds were porous and no significant changes in the structure were observed at the SEM images. In the IR-ATR spectra characteristic peaks of polymers as amide I, II, III and A were shifted after addition of tannic acid due to the presence of new hydrogen bonds and electrostatic interactions. The results show that tannic acid can be used as a cross-linking agent to modify the properties of the scaffolds.