Гиалуроновая кислота: неньютоновская жидкость на службе у суставов 🩰
=========================
◽️ Водный раствор гиалуроновой кислоты является основным компонентом синовиальной жидкости — внутреннего содержимого суставных полостей. Именно он отвечает за лёгкое скольжение суставных поверхностей, защищает их от трения и обеспечивает свободу движения.
Это происходит за счёт изменения вязко-упругих свойств синовиальной жидкости в процессе движения.
◽️Гиалуроновая кислота – полимер и в водном растворе образует трёхмерную сетку, которая спокойном состоянии, без нагрузки, является упругим гелем, надёжно защищающим суставные поверхности (такая плотная амортизирующая «смазка»).
А как только суставы начинают движение, вязкость этого раствора резко снижается, что позволяет поверхностям беспрепятственно и легко скользить друг относительно друга ("скольжение"). После прекращения движения раствор снова превращается в упругий гель.
◽️Ещё гиалуроновая кислота выполняет трофические функции, обеспечивает нормальное функционирование хондроцитов и противовоспалительное действие.
Важно, что такими характеристиками обладают только её крупные молекулы (весом более 0,5 млн. Да).
Эти и другие свойства гиалуроновой кислоты используют в растворах для внутрисуставного введения 💉
=========================
◽️ Водный раствор гиалуроновой кислоты является основным компонентом синовиальной жидкости — внутреннего содержимого суставных полостей. Именно он отвечает за лёгкое скольжение суставных поверхностей, защищает их от трения и обеспечивает свободу движения.
Это происходит за счёт изменения вязко-упругих свойств синовиальной жидкости в процессе движения.
◽️Гиалуроновая кислота – полимер и в водном растворе образует трёхмерную сетку, которая спокойном состоянии, без нагрузки, является упругим гелем, надёжно защищающим суставные поверхности (такая плотная амортизирующая «смазка»).
А как только суставы начинают движение, вязкость этого раствора резко снижается, что позволяет поверхностям беспрепятственно и легко скользить друг относительно друга ("скольжение"). После прекращения движения раствор снова превращается в упругий гель.
◽️Ещё гиалуроновая кислота выполняет трофические функции, обеспечивает нормальное функционирование хондроцитов и противовоспалительное действие.
Важно, что такими характеристиками обладают только её крупные молекулы (весом более 0,5 млн. Да).
Эти и другие свойства гиалуроновой кислоты используют в растворах для внутрисуставного введения 💉
◼️ При остеоартрите и других дегенеративных заболеваниях суставов снижается количество и качество гиалуроновой кислоты. В синовиальной жидкости накапливаются «обрывки» её крупных молекул, которые уже не могут выполнять функции «амортизатора» и «смазки» для суставов. Трение суставных поверхностей возрастает, и это ограничивает движения, которые сопровождаются болью 🚶🏼
▫️В этих случаях используют дополнительное введение гиалуроновой кислоты в сустав для искусственного поддержания её концентрации в синовиальной жидкости 💉
▫️ Растворы гиалуроновой кислоты для внутрисуставного введения рассматривают в современной регистрационной практике не как лекарственные препараты, а как медицинские изделия – своего рода «жидкая смазка» 🤾♀️ ⚙️ ещё их называют "протезы синовильной жидкости"
▫️Их выпускают в уже готовых к использованию преднаполненных шприцах:
▫️В этих случаях используют дополнительное введение гиалуроновой кислоты в сустав для искусственного поддержания её концентрации в синовиальной жидкости 💉
▫️ Растворы гиалуроновой кислоты для внутрисуставного введения рассматривают в современной регистрационной практике не как лекарственные препараты, а как медицинские изделия – своего рода «жидкая смазка» 🤾♀️ ⚙️ ещё их называют "протезы синовильной жидкости"
▫️Их выпускают в уже готовых к использованию преднаполненных шприцах:
🟧 Самые важные характеристики растворов гиалуроновой кислоты для внутрисуставного введения 🏃♀️
==========================
🟧 1. Размер молекулы.
Чем больше молекула, тем дольше гиалуроновая кислота остаётся в суставе. При этом наиболее «родными» для синовиальной жидкости являются молекулы средней молекулярной массы (1–5 млн. Да). Растворы очень крупных молекул применяются для тяжёлых форм поражения суставов.
🟧 2. Линейная или химически модифицированная?
▫️Линейные молекулы (розовые на схеме ниже) наиболее «физиологичны», однако они быстро разрушаются ферментами синовиальной жидкости (это естественный процесс). Поэтому длительность эффекта после курса таких инъекций не превышает 3-6 месяцев.
▫️Химически модифицированные (синие внизу) молекулы имеют поперечные сшивки, более устойчивы к действию ферментов и эффект от курса может продолжаться до года (и больше).
Их минус в том, что они «нефизиологичны» и не могут выполнять биологические функции гиалуроновой кислоты, а также при деполимеризации выделяют небезопасные сшивающие агенты (всё начиналось с формальдегида в Cинвиске, сейчас используют более безопасные вещества).
🟧 3. Из какого источника выделена?
Особенность гиалуроновой кислоты в том, что структура этого полимера у всех живых организмов одинакова.
▫️Поэтому его можно выделить из животного сырья. Основным таким источником являются гребни кур (буквы «К» на схеме) 🐔 Минус такой гиалуроновой кислоты в том, что она содержит примесь белка, а чужеродный белок в организме – источник аллергических реакций.
▫️ Более современным методом является биотехнологическое производство 🧪 — выделение гиалуроновой кислоты из определённых штаммов бактерий. Такие препараты при полной очистке от бактериальных эндотоксинов наиболее безопасны («Ф» на схеме – ферментация).
==========================
🟧 1. Размер молекулы.
Чем больше молекула, тем дольше гиалуроновая кислота остаётся в суставе. При этом наиболее «родными» для синовиальной жидкости являются молекулы средней молекулярной массы (1–5 млн. Да). Растворы очень крупных молекул применяются для тяжёлых форм поражения суставов.
🟧 2. Линейная или химически модифицированная?
▫️Линейные молекулы (розовые на схеме ниже) наиболее «физиологичны», однако они быстро разрушаются ферментами синовиальной жидкости (это естественный процесс). Поэтому длительность эффекта после курса таких инъекций не превышает 3-6 месяцев.
▫️Химически модифицированные (синие внизу) молекулы имеют поперечные сшивки, более устойчивы к действию ферментов и эффект от курса может продолжаться до года (и больше).
Их минус в том, что они «нефизиологичны» и не могут выполнять биологические функции гиалуроновой кислоты, а также при деполимеризации выделяют небезопасные сшивающие агенты (всё начиналось с формальдегида в Cинвиске, сейчас используют более безопасные вещества).
🟧 3. Из какого источника выделена?
Особенность гиалуроновой кислоты в том, что структура этого полимера у всех живых организмов одинакова.
▫️Поэтому его можно выделить из животного сырья. Основным таким источником являются гребни кур (буквы «К» на схеме) 🐔 Минус такой гиалуроновой кислоты в том, что она содержит примесь белка, а чужеродный белок в организме – источник аллергических реакций.
▫️ Более современным методом является биотехнологическое производство 🧪 — выделение гиалуроновой кислоты из определённых штаммов бактерий. Такие препараты при полной очистке от бактериальных эндотоксинов наиболее безопасны («Ф» на схеме – ферментация).
Декаф: как удалить кофеин из кофе ☕️ 🟤
==============================
🟤 Экстрагирование позволяет не только извлечь определённые вещества из растительного сырья, но и очистить его от "целевых" примесей. История про декофеинизированный кофе — хороший способ узнать ещё одну новую технологию.
▫️По определению FDA, декофеинизированным считается кофе, из которого удалено не менее 97 % кофеина [3 % могут остаться].
🟤 Основная задача этого процесса — извлечь только кофеин, максимально сохранив в зёрнах кофе все вкусоароматические вещества 🌿
▫️Сам кофеин не имеет выраженного вкуса и запаха, его работа — взаимодействие с аденозиновыми рецепторами и известное всем чувство "бодрости".
▫️Так что декаф — это просто вкусный напиток без особенных аденозиновых эффектов.
==============================
🟤 Экстрагирование позволяет не только извлечь определённые вещества из растительного сырья, но и очистить его от "целевых" примесей. История про декофеинизированный кофе — хороший способ узнать ещё одну новую технологию.
▫️По определению FDA, декофеинизированным считается кофе, из которого удалено не менее 97 % кофеина [3 % могут остаться].
🟤 Основная задача этого процесса — извлечь только кофеин, максимально сохранив в зёрнах кофе все вкусоароматические вещества 🌿
▫️Сам кофеин не имеет выраженного вкуса и запаха, его работа — взаимодействие с аденозиновыми рецепторами и известное всем чувство "бодрости".
▫️Так что декаф — это просто вкусный напиток без особенных аденозиновых эффектов.
Технология декофеинизации должна быть безопасной ☕️
Кофеин хорошо растворим в горячей воде и некоторых неполярных растворителях.
Известно три основных промышленных способа его удаления из сырья:
🟤 1. Извлечение кофеина органическим растворителем (этилацетатом, дихлорметаном).
▫️Этот способ позволяет достаточно полно экстрагировать кофеин, однако не отвечает требованиям безопасности, поскольку в зернах кофе остается незначительное количество органических растворителей. Минус! Поэтому сейчас этот способ практически не используется.
🟤 2. СО2-экстракция кофеина.
▫️Метод хорош, избирателен и дорог. На сегодняшний день является одним из основных промышленных способов декофеинизации. Его использует, например, компания Lavazza для своей голубой серии декафа.
▫️"Рабочее" видео о СО2-экстракции кофеина можно посмотреть здесь.
🟤 3. Извлечение кофеина "природным зелёным растворителем" 🌱
И на этой технологии остановимся подробнее.
Кофеин хорошо растворим в горячей воде и некоторых неполярных растворителях.
Известно три основных промышленных способа его удаления из сырья:
🟤 1. Извлечение кофеина органическим растворителем (этилацетатом, дихлорметаном).
▫️Этот способ позволяет достаточно полно экстрагировать кофеин, однако не отвечает требованиям безопасности, поскольку в зернах кофе остается незначительное количество органических растворителей. Минус! Поэтому сейчас этот способ практически не используется.
🟤 2. СО2-экстракция кофеина.
▫️Метод хорош, избирателен и дорог. На сегодняшний день является одним из основных промышленных способов декофеинизации. Его использует, например, компания Lavazza для своей голубой серии декафа.
▫️"Рабочее" видео о СО2-экстракции кофеина можно посмотреть здесь.
🟤 3. Извлечение кофеина "природным зелёным растворителем" 🌱
И на этой технологии остановимся подробнее.
Самая "природная" декофеинизация: what the stuff is it? ☕️
=============================
🌿 В последнее время стали популярными термины "зелёная экстракция", "новый природный растворитель", "глубокий растворитель" (green extraction, deep natural solvent).
И не всегда ясно, что имеется в виду: новая жидкость, открытая алхимиками 2020? Что может быть "природнее", чем вода? Но назвать её новым экстрагентом нельзя даже с натяжкой : )
💧 Давайте разбираться с новым подходом на примере удаления кофеина "Swiss Water" (буквально: швейцарская вода, но не стоит доверять названию : )
=============================
🌿 В последнее время стали популярными термины "зелёная экстракция", "новый природный растворитель", "глубокий растворитель" (green extraction, deep natural solvent).
И не всегда ясно, что имеется в виду: новая жидкость, открытая алхимиками 2020? Что может быть "природнее", чем вода? Но назвать её новым экстрагентом нельзя даже с натяжкой : )
💧 Давайте разбираться с новым подходом на примере удаления кофеина "Swiss Water" (буквально: швейцарская вода, но не стоит доверять названию : )
🌿 Суть метода в том, что зёрна заливают экстрагентом, который уже содержит все водорастворимые вещества из кофе – органические кислоты, белки и сахара – всё, кроме кофеина.
▫️В такой системе он оказывается единственным веществом, которого нет в растворе. Поэтому молекулы кофеина будут переходить из сырья в экстрагент до выравнивания концентраций.
▫️ Если постоянно подавать свежий растворитель, то можно извлечь 99 % кофеина. А все остальные вещества, придающие кофе вкус, аромат и полезные свойства, останутся в зёрнах.
▫️В этом смысл экологичных и безопасных «природных» растворителей, когда водные растворы веществ, которые уже есть в сырье, используют для извлечения определённых БАВ 🌿
▫️В такой системе он оказывается единственным веществом, которого нет в растворе. Поэтому молекулы кофеина будут переходить из сырья в экстрагент до выравнивания концентраций.
▫️ Если постоянно подавать свежий растворитель, то можно извлечь 99 % кофеина. А все остальные вещества, придающие кофе вкус, аромат и полезные свойства, останутся в зёрнах.
▫️В этом смысл экологичных и безопасных «природных» растворителей, когда водные растворы веществ, которые уже есть в сырье, используют для извлечения определённых БАВ 🌿
На видео показан полный процесс производства кофе без кофеина компании Swiss Water.
"Природный" растворитель здесь называют "зелёным экстрактом кофе" (green coffee extract) 🌿
Комментарий:
0:11 – очистка и удаление кожицы с зерен кофе
0:24 – подача сырья с помощью шнека в экстрактор
0:39 – предварительное настаивание водой для набухания и раскрытия пор в зернах
1:08 – противоточное экстрагирование кофеина "природным" растворителем
1:47 – сбор, сушка и упаковка декофеинизированных зерён кофе
2:22 – удаление кофеина из полученной водной вытяжки на угольных фильтрах, которые избирательно задерживают его
2:49 – сбор водной вытяжки без кофеина – того самого "природного" растворителя, который подают на новую порцию зерен кофе
2:53 – регенерация угольных фильтров – "выжигание" кофеина из них 🌿
"Природный" растворитель здесь называют "зелёным экстрактом кофе" (green coffee extract) 🌿
Комментарий:
0:11 – очистка и удаление кожицы с зерен кофе
0:24 – подача сырья с помощью шнека в экстрактор
0:39 – предварительное настаивание водой для набухания и раскрытия пор в зернах
1:08 – противоточное экстрагирование кофеина "природным" растворителем
1:47 – сбор, сушка и упаковка декофеинизированных зерён кофе
2:22 – удаление кофеина из полученной водной вытяжки на угольных фильтрах, которые избирательно задерживают его
2:49 – сбор водной вытяжки без кофеина – того самого "природного" растворителя, который подают на новую порцию зерен кофе
2:53 – регенерация угольных фильтров – "выжигание" кофеина из них 🌿
YouTube
SWISS WATER® Process animation video
How does SWISS WATER® Process remove caffeine from coffee? This video gets into the science behind this 100% chemical free decaffeination process.
Как поддержать постоянную концентрацию действующего вещества в плазме крови? 🩸
============================
▫️При обычном инъекционном введении содержание веществ в плазме изменяется скачкообразно и может выходить за диапазон терапевтической дозы (красная кривая на схеме) 📈
▫️Известны разные способы предотвращения таких скачков 🏇🏼Например, использование инфузионных растворов, когда через капельницу в кровь постоянно поступает небольшой объём препарата (синяя кривая).
============================
▫️При обычном инъекционном введении содержание веществ в плазме изменяется скачкообразно и может выходить за диапазон терапевтической дозы (красная кривая на схеме) 📈
▫️Известны разные способы предотвращения таких скачков 🏇🏼Например, использование инфузионных растворов, когда через капельницу в кровь постоянно поступает небольшой объём препарата (синяя кривая).
▫️Однако такой способ затруднителен при доклинических исследованиях новых лекарств🐁
В этом случае могут применяться системы, работающие по принципу «осмотического насоса» ⛽️
▫️Такая система представляет собой двухслойную капсулу, снаружи покрытую полупроницаемой мембраной, под которой находится слой осмотически активного вещества, а внутри – исследуемый раствор 💊
▫️При имплантации системы через её мембрану проникает вода, осмотическое вещество набухает и сжимает внутреннюю камеру, раствор из которой постепенно высвобождается через специальный канал (синяя кривая на схеме выше) 🐁
В этом случае могут применяться системы, работающие по принципу «осмотического насоса» ⛽️
▫️Такая система представляет собой двухслойную капсулу, снаружи покрытую полупроницаемой мембраной, под которой находится слой осмотически активного вещества, а внутри – исследуемый раствор 💊
▫️При имплантации системы через её мембрану проникает вода, осмотическое вещество набухает и сжимает внутреннюю камеру, раствор из которой постепенно высвобождается через специальный канал (синяя кривая на схеме выше) 🐁
This media is not supported in your browser
VIEW IN TELEGRAM
🟠 Осмотическая система ALZET для постоянного высвобождения действующего вещества (оранжевый) – от дня до месяцев ⏳
animation.gif
11.4 MB
⚙ Оборудование для фильтрации, промывания, сушки и сбора осадка после его охлаждения.
Фильтр работает за счёт подачи давления на слой жидкости сверху.
Интересно, что нагреваются не только стенки аппарата, но и сама мешалка 🟡 (полное видео)
Фильтр работает за счёт подачи давления на слой жидкости сверху.
Интересно, что нагреваются не только стенки аппарата, но и сама мешалка 🟡 (полное видео)
Если что, это не день из жизни сильной и независимой женщины, а история про способы передачи тепла и типы сушилок ; )
🔥 Согласно основному закону теплопередачи, тепло передаётся от более нагретого тела менее нагретому.
Возможны следующие варианты:
🔅 контактный способ – передача тепла через соприкосновение с поверхностью; так работает полочная сушилка, где материал высушивается на нагретых полках
🔅конвективный – передача тепла при движении больших объёмов газа (или жидкости); по этому принципу устроена распылительная сушка
🔅излучение объектом волн определенного диапазона, в основном инфракрасных –
ИК-сушилка
🔥 Согласно основному закону теплопередачи, тепло передаётся от более нагретого тела менее нагретому.
Возможны следующие варианты:
🔅 контактный способ – передача тепла через соприкосновение с поверхностью; так работает полочная сушилка, где материал высушивается на нагретых полках
🔅конвективный – передача тепла при движении больших объёмов газа (или жидкости); по этому принципу устроена распылительная сушка
🔅излучение объектом волн определенного диапазона, в основном инфракрасных –
ИК-сушилка
animation.gif
18.7 MB
⚪️ Интересный пример работы сушилки контактного типа, в которой перемешивание материала происходит за счёт вращения корпуса аппарата🔺видео
◻️ Как получить таблетки без прессования?
==============================
Таблетки-лиофилизат Имодиум (экспресс) — хороший пример технологии, в которой отсутствуют давление и таблеточный пресс.
В этом случае
▫️получают раствор лоперамида и вспомогательных веществ,
▫️разливают его в открытые блистеры – по «круглым формочкам» размера таблеток,
▫️затем раствор замораживают при низкой температуре и давлении,
▫️а потом, меняя эти параметры, добиваются сублимации — возгонки льда, то есть превращения его в пар
▫️так из раствора удаляют воду, а оставшиеся твёрдые вещества принимают форму таблетки
▫️сверху на блистер наносят слой фольги – и первичная упаковка готова : )
[🧊 о подробностях процесса лиофилизации можно узнать выше]
==============================
Таблетки-лиофилизат Имодиум (экспресс) — хороший пример технологии, в которой отсутствуют давление и таблеточный пресс.
В этом случае
▫️получают раствор лоперамида и вспомогательных веществ,
▫️разливают его в открытые блистеры – по «круглым формочкам» размера таблеток,
▫️затем раствор замораживают при низкой температуре и давлении,
▫️а потом, меняя эти параметры, добиваются сублимации — возгонки льда, то есть превращения его в пар
▫️так из раствора удаляют воду, а оставшиеся твёрдые вещества принимают форму таблетки
▫️сверху на блистер наносят слой фольги – и первичная упаковка готова : )
[🧊 о подробностях процесса лиофилизации можно узнать выше]
◻️ Зачем получать таблетки без прессования?
============================
🔹 Основное их достоинство — малая прочность, благодаря чему они очень легко распадаются, быстро высвобождают действующее вещество, что ускоряет наступление эффекта.
▫️ Лёгкому растворению способствует также и особая пористая структура их поверхности, которая хорошо смачивается водой.
▫️Так получают подъязычные таблетки (Минирин Мелт - десмопрессин) и таблетки, диспергируемые в полости рта: в ротовой полости они очень быстро растворяются слюной.
▪️ Недостатками технологии являются сложность оборудования и, конечно, низкая прочность таблеток : )
▫️Они легко разрушаются при механическом воздействии 🔨
▫️Настолько легко, что производитель Имодиума не рекомендует выдавливать таблетки из блистера – нужно аккуратно отклеить слой фольги и осторожно достать таблетку.
============================
🔹 Основное их достоинство — малая прочность, благодаря чему они очень легко распадаются, быстро высвобождают действующее вещество, что ускоряет наступление эффекта.
▫️ Лёгкому растворению способствует также и особая пористая структура их поверхности, которая хорошо смачивается водой.
▫️Так получают подъязычные таблетки (Минирин Мелт - десмопрессин) и таблетки, диспергируемые в полости рта: в ротовой полости они очень быстро растворяются слюной.
▪️ Недостатками технологии являются сложность оборудования и, конечно, низкая прочность таблеток : )
▫️Они легко разрушаются при механическом воздействии 🔨
▫️Настолько легко, что производитель Имодиума не рекомендует выдавливать таблетки из блистера – нужно аккуратно отклеить слой фольги и осторожно достать таблетку.