Нанотехнологии - УрФО

Перейти на основной сайт
ИА ИНВУР Логотип Инновационного портала УрФО

Рейтинг@Mail.ru
Рейтинг ресурсов "УралWeb"

Rambler's Top100

Вы здесь: Главная // Аналитика

Гиалуроновая кислота: что делает этот полимер в медицине

Добавлено: 2017-09-20, просмотров: 32



Во-первых, гиалуроновая кислота — это не кислота, а полимер. Точнее, то, что в составе косметических и медицинских средств пишут как «гиалуроновая кислота» — это её натриевая соль. Высокомолекулярная форма соли гиалуроновой кислоты — это очень крупная и тяжёлая молекула со множеством звеньев. Кстати, слово «полимер» не означает, что это пластик, ни в коем случае. Это мукополисахарид, то есть циклические звенья относят к сахарам. Но это не чистый полисахарид.

Молекулы гиалуроновой кислоты реально крупные (здесь и дальше я буду следовать традиционной терминологии и называть так натриевую соль гиалуроновой кислоты, то есть описанный мукополисахарид). Высокомолекулярная фракция, которая присутствует обычно в нашем организме, обычно достигает одного-двух миллионов единиц атомной массы. Молекула воды — это всего 18 единиц атомной массы. В силу своих свойств одна большая молекула гиалуроновой кислоты может захватить очень много молекул воды — до 1000% от своей массы. Получается такой высокоэффективный сорбент, который набирает воду и удерживает её, пока молекула не развалится в результате жизненных процессов в организме.

Структуры, которые почти полностью состоят из гиалуроновой кислоты, — это, например, гребень петуха или пуповина младенца. Это такие нежные мягкие образования — по сути, набухший гель. Стекловидное тело глаза на 80% состоит из этого полимера. Очень много данного полимера в любых слизистых.

Во-вторых, надо различать в маркетинге «природную» гиалуроновую кислоту и биосинтезированную. «Природная», она же получаемая из гребешков петухов, практически не подходит для инъекций без дополнительного достаточно дорогого очищения (то есть почти не используется в медицине) и реже используется в косметике, чем биосинтезированная (обеспечивает неравномерность состава средств, уменьшает срок годности и так далее — точнее, может это делать, но не обязательно сработает именно так). Причина легко объясняется. Можно получать большое количество гиалуроновой кислоты для медицинской или косметической промышленности либо переработкой частей животных, либо продуцированием с помощью бактерий (биотехнологически).

Первый способ, например, используется у нас: в Подмосковье есть птицефабрика, которая, кроме всего прочего, собирает отрезанные гребешки у убитых птиц и отдаёт в переработку. С помощью химических агентов в результате сложных реакций сначала отделяются покровы, а потом выделяется сама гиалуроновая кислота. Но поскольку это большая и довольно «цепкая» молекула, к которой может присоединиться очень много различных веществ (этим и объясняются её свойства, важные в медицине и косметике), она всегда бывает связана с молекулами белков на уровне именно молекулярных связей. То есть речь о плотном сцеплении, а не о какой-нибудь легко фильтруемой эмульсии.

Чтобы отделить эти встроившиеся молекулы белка, нужна цепочка сложных, долгих и, что важно, дорогих химических реакций и процедур с результирующими веществами. В результате очистка всё равно выполняется не до конца полная, поэтому полученная «природным» образом гиалуроновая кислота является довольно сильным аллергеном. Пока вы наносите её на кожу — ничего страшного не будет. Стоит вам начать дробить фракцию для подкожного применения или использовать инъекции — так резко повышается риск нежелательных реакций. Плюс этот белок имеет свойство со временем деструктироваться или денатурировать, что вызывает выход продуктов распада в раствор. С разным изменением его свойств.

Ещё одна причина, по которой такое вещество крайне редко используется в серьёзных формулах как косметики, так и медицины, в том, что оно означает низкое качество основной формулы. Как правило, действующее вещество не одно (а в нашем случае, например, средств для быстрой регенерации или специальных медицинских гелей — и не два и не три), и все они должны стабильно сочетаться. Следовые количества белка меняют стабильность формулы — начинаются реакции с другими действующими веществами, и не всегда предсказуемые.

Поэтому для медицины (а многие и для косметики) используют биосинтез. Это биореакторы с бактериями, подобранными вырабатывать нужное вещество. В подобных же реакторах делаются антибиотики. Для разных производств используются разные штаммы бактерий.

Мы закупаем гиалуроновую кислоту для своих задач только у проверенного европейского поставщика уже много лет подряд — даже простая смена контрагента приводит к длительным ребалансировкам или по крайней мере к долгим тестам формул всех веществ.

Изначальная форма гиалуроновой кислоты после биосинтеза или выделения из трупного материала — это высокомолекулярная фракция. Большие тяжёлые молекулы массой 1–2 миллиона единиц. Их можно подвергнуть деструкции и «разобрать» на более мелкие. Получаются по свойствам разные вещества, но с общим названием. То есть фракция прямо влияет на свойства этого полимера.

Для нас важно то, что чем меньше молекула, тем легче она может быть использована как транспорт для других соединений. Та, что часто используется в бытовой косметике в незначительных количествах, — это обычно крупные молекулы. Они отлично ложатся на поверхность кожи и долго удерживают там влагу. Именно сверху. Потом под действием выделяемых человеком ферментов постепенно разрушаются.

Если деструктировать молекулы до более коротких, массой от 100 до 400 тысяч единиц, то они начнут проникать сквозь роговой слой эпидермиса. Такие молекулы мы всё ещё используем как транспорт для воды. Они могут использоваться и для другого, но в нашем случае — увлажняющих средств (используемых как для поддерживающего лечения, так и — реже — в реанимации в качестве сопровождающих). Речь именно о транспортировке воды, происходящем вместе с растворёнными ингредиентами.

В профессиональной косметике (термин в корне неверный, но достаточно точно указывает на класс формул) такая фракция обладает ещё одним интересным свойством: поскольку она заносит всю воду достаточно глубоко в кожу (где ей и место), она оказывает более глубокое увлажняющее действие.

Если разбивать молекулы дальше, до 10–40 тысяч единиц, то воду они уже почти не удерживают в нужных для наших задач целях. Зато с помощью них можно собирать очень интересные формулы, запускающие регенеративные процессы и обладающие более выраженным противовоспалительным, иммуностимулирующим действием. Плюс транспортировать самые разные вещества, захватываемые этими молекулами, как можно глубже через кожу. Действие таких фракций разительно отличается от высокомолекулярных: почти никакого увлажнения, зато очень хорошее проникновение. Мои коллеги из лаборатории уже по разработке самих веществ смогут рассказать, как мы балансировали формулу регенерирующего средства, там без хорошего сырья было бы просто не обойтись. Я не биохимик, я занимаюсь полимерами, поэтому рассказ почти окончен.

Обычно у производителей полимера есть до 5 фракций на выбор. Они их получают химобработкой после выделения из трупного материала или биосинтеза — разные реакции дают разную степень деструкции молекул. Это более дорогой процесс, поэтому низкомолекулярные фракции, естественно, дороже. Чем больше шагов деструкции — тем дороже производство.

Как натриевая соль гиалуроновой кислоты, полученной биосинтезом, метаболизирует, описать просто. Точно так же, как такая же синтезированная нашим организмом та же гиалуроновая кислота внутри организма. Разницы нет. Запас по возможностям метаболизировать такие соединения у организма большой. Если накачивать мышь гиалуроновой кислотой, то она погибнет от деформационных травм различных систем организма, а не от достижения предела метаболизации. Поэтому не бойтесь этого замечательного полимера в составе. Но и не приписывайте ему однозначных свойств улучшения трофики кожи или увлажнения, пока не узнаете, о какой конкретно фракции идёт речь. И когда используете вещества, которые проникают глубже рогового слоя эпидермиса и содержат не биосинтезированную версию, всегда аккуратно проверяйте на возможную аллергическую реакцию нанесением небольшого количества до основного использования.

Источник:

geektimes.ru