Биофизическая характеристика модифицированной гиалуроновой кислоты

• Автор: Федорищев, Игорь Александрович
• Шифр специальности: 03.00.02, 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 180 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Список использованных сокращений

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ФИЗИКО БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ ГИАЛУРОНОВОЙ КИСЛОТЫ В БИОСИСТЕМАХ

1.1. Современное представление о гиалуроновой кислоте

1.2. Биологическая роль и функция гиалуроновой кислоты в суставах

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

ГЛАВА 3. БИОФИЗИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СТРУКТУРЫ МОДИФИЦИРОВАННОЙ ГИАЛУРОНОВОЙ КИСЛОТЫ

3.1. Модификация гиалуроновой кислоты

3.2. Исследование реологических свойств ГК и МГК

3.3. Дополнительные исследования ГК и МГК

3.4. Исследование устойчивости водных растворов
ГК и МГК
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИМЕСЕЙ В СОСТАВЕ МОДИФИЦИРОВАННОЙ ГИАЛУРОНОВОЙ КИСЛОТЫ
4.1. Исследование белковых примесей
4.2. Исследование сульфатных групп
4.3. Исследование примесей металлов
4.4. Исследование молекулярной массы
4.5. Токсикологические, бактериологические и технические исследования ГК и МГК
ГЛАВА 5. БИОЛОГИЧЕСКОЕ ВЛИЯНИЕ МОДИФИЦИРОВАННОЙ ГИАЛУРОНОВОЙ КИСЛОТЫ НА СУСТАВНУЮ СИСТЕМУ
5.1. Системный анализ и исследования биофизической эффективности МГК при внутрисуставном введении
5.2. Исследование иммуномодулирующего действия гиалуроновой кислоты i vi
5.3. Биологические эффекты модифицированной гиалуроновой
кислоты
ЗАКЛЮЧЕНИЕ выводы и практические рекомендации
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ


Изучена устойчивость растворов ГК и МГК к воздействиям тепловому, низкотемпературному, ферментативному, ионизирующей радиации и изменению . В четвертой главе определены пороговые значения примесей в составе МГК родственные сульфатные соединения, остаточные белки, низко и среднемолекулярные фракции ГК, тяжелые металлы. В пятой главе изучено биологическое влияние модифицированной гиалуроновой кислоты на суставную систему . Заключение выводы и практические рекомендации резюмирует основные результаты диссертационной работы и показывает область их применения. Список использованной литературы содержит указания на отечественные и зарубежные источники в достаточной полноте их представления, использованные при написании диссертации. В приложении содержатся результаты внедрения основных результатов диссертационной работы. ГК является высокополимерным неразветвленным гликозаминогликаном, построенным из ЫацетилрОглюкозамина и рЭглюкуроновой кислоты, соединенных между собой 1 3 и 1 4 гликозидными связями соответственно см. Изолированные из различных объектов препараты ГК всегда содержит некоторое количество не отделяющегося при всех методах очистки белка, содержащего треонин, серии, аспарагиновую и глутаминовую кислоты, глицин, валин и другие аминокислоты, которые присутствуют в белковых компонентах протеогликанов . Концентрация ГК в синовиальной жидкости, стекловидном теле глаза, в составе соединительных тканей гребней кур, пуповины и дермы представлена в таблице 1. Препараты ГК, выделенные даже из одного исходного материала, неоднородны по молекулярной массе, которая обычно находится в пределах 1,04 1,06 и может достигать порядка 7 Дальтон, а длина ее цепи составляет 0,55,0 мкм . Длина и гибкость макромолекулы ГК в значительной мере изменчивы. Доминирующее влияние на конформацию макромолекулы ГК, как и других протеогликанов, оказывает природа катиона. В твердом состоянии ГК обнаруживает значительную вариабельность конформации и упаковывается так, что соседние цепи становятся антипараллельными. На упаковку влияют также природа катиона, степень гидратации и наличие в препаратах других протеогликанов . Показано, что соль ГК, не содержащая воды, имеет элементарную ячейку тетрагональной формы а Ь 0,9 нм, с 3,1 нм . Рис. Цепь ГК представляет собой спираль, закрученную в левостороннем направлении, из 4кратных дисахаридных единиц . В такой струюуре имеются интрамолекулярные водородные связи 0Н0 через 1 3 гликозидные связи и О через 1 4 гликозидные связи, а также координационные связи ОКаО. При относительно высокой увлажненности Ыагиалуроната возникает орторомбическая форма элементарных ячеек а 1,3 нм, Ь 0,9 нм и с 3,0 нм. Орторомбическая форма содержит по крайней мере 4 молекулы воды на тетрасахаридную единицу полимера . С помощью ядерного магнитного резонанса установлено, что ГК обладает стерическим расположением донорных и акцепторных групп, которое обусловливает возникновения стабильных водородных связей между ацетамидными, карбоксилатными группами, как показано на рис. Расположение водородных связей в ГК зависит от природы катиона, что выявлено методом ИКспектроскопии. Более того, в агрегатах протеогликанов расположение водородных связей так же зависит от природы катиона. Методами ядерного магнитного резонанса и окисления ГК перйодатом показано, что конформационные особенности макромолекулы ГК, обусловленные водородными связями, карбоксилатными, ацетамидными и гидроксильными группами, сохраняются и в водных растворах ГК . Факторы, определяющие вторичную структуру макромолекулы ГК в твердом состоянии, могут влиять на нее и в водных растворах, что следует из результатов вискозиметрических и других исследований. В то же время в водных растворах макромолекулы ГК могут существовать и в виде неупорядоченных клубков, захватывающих пространство, в 34 раз большее, чем собственный объем цепей макромолекул. Наличие водородных связей способствует развертыванию клубков при физиологических значениях ионной силы и .