Search

Polysaccharides like hyaluronan (HA) and chondroitin sulfate (CS) are native of the brain's extracellular matrix crucial for myelination and brain maturation. Despite extensive research on HA and CS as drug delivery systems (DDS), their high water solubility limits their application as drug carriers. This study introduces an injectable DDS using aldehyde-modified hyaluronic acid (HAOX) hydrogel containing polyelectrolyte complexes (PEC) formed with calcium, gelatin, and either CS or aldehyde-modified CS (CSOX) to deliver minocycline for Multiple Sclerosis therapy. PECs with CSOX enable covalent crosslinking to HAOX, creating immobilized PECs (HAOX_PECOX), while those with CS remain unbound (HAOX_PECS). The in situ forming DDS can be administered via a 20 G needle, with rapid gelation preventing premature leakage. The system integrates into an implanted device for minocycline release through either Fickian or anomalous diffusion, depending on PEC immobilization. HAOX_PECOX reduced burst release by 88 %, with a duration of 127 h for 50 % release. The DDS exhibited an elastic modulus of 3800 Pa and a low swelling ratio (0–1 %), enabling precise control of minocycline release kinetics. Released minocycline reduced IL-6 secretion in the Whole Blood Monocytes Activation Test, suggesting that DDS formation may not alter the biological activity of the loaded drug.

Heart failure has a five-year mortality rate approaching 50%. Inducing angiogenesis following a myocardial infarction is hypothesized to reduce cardiomyocyte death and tissue damage, thereby preventing heart failure. Herein, a novel nano-in-gel delivery system for vascular endothelial growth factor (VEGF), composed of star-shaped polyglutamic acid-VEGF nanoparticles in a tyramine-modified hyaluronic acid hydrogel (nano-VEGF-HA-TA), is investigated. The ability of the nano-VEGF-HA-TA system to induce angiogenesis is assessed in vivo using a chick chorioallantoic membrane model (CAM). The formulation is then integrated with a custom-made, clinically relevant catheter suitable for minimally invasive endocardial delivery and the effect of injection on hydrogel properties is examined. Nano-VEGF-HA-TA is biocompatible on a CAM assay and significantly improves blood vessel branching (p < 0.05) and number (p < 0.05) compared to a HA-TA hydrogel without VEGF. Nano-VEGF-HA-TA is successfully injected through a 1.2 m catheter, without blocking or breaking the catheter and releases VEGF for 42 days following injection in vitro. The released VEGF retains its bioactivity, significantly improving total tubule length on a Matrigel(R) assay and human umbilical vein endothelial cell migration on a Transwell(R) migration assay. This VEGF-nano in a HA-TA hydrogel delivery system is successfully integrated with an appropriate device for clinical use, demonstrates promising angiogenic properties in vivo and is suitable for further clinical translation.

Hyaluronic acid (HA) injections represent one of the most common methods for the treatment of osteoarthritis. However, the clinical results of this method are unambiguous mainly because the mechanism of action has not been clearly clarified yet. Viscosupplementation consists, inter alia, of the improvement of synovial fluid rheological properties by injected solution. The present paper deals with the effect of HA molecular weight on the rheological properties of its solutions and also on friction in the articular cartilage model. Viscosity and viscoelastic properties of HA solutions were analyzed with a rotational rheometer in a cone–plate and plate–plate configuration. In total, four HA solutions with molecular weights between 77 kDa and 2010 kDa were tested. The frictional measurements were realized on a commercial tribometer Bruker UMT TriboLab, while the coefficient of friction (CoF) dependency on time was measured. The contact couple consisted of the articular cartilage pin and the plate made from optical glass. The contact was fully flooded with tested HA solutions. Results showed a strong dependency between HA molecular weight and its rheological properties. However, no clear dependence between HA molecular weight and CoF was revealed from the frictional measurements. This study presents new insight into the dependence between rheological and frictional behavior of the articular cartilage, while such an extensive investigation has not been presented before.v

Byly studovány nové postupy modifikace kyseliny hyaluronové na primární hydroxylové skupině pomocí směsných anhydridů. Byl zkoumán vliv silného elektrostatického pole na tyto reakce a bylo zjištěno, že toto pole nemělo v daném uspořádání na reakce žádný vliv. Dále bylo při modifikaci kyseliny hyaluronové využito dehydratačních vlastností silikagelu. Krystalová violeť a silně bazický iontoměnič byly použity jako blokátory karboxylových skupin v molekule kyseliny hyaluronové a byly provedeny modifikační reakce. Produkty modifikace kyseliny hyaluronové připravené studovanými postupy byly analyzovány infračervenou spektroskopií, UV spektroskopií, nukleární magnetickou rezonancí a gelovou permeační chromatografií. Nejlepší výsledky poskytl postup využívající silikagelu., The new routes of modification of hyaluronic acid on primary hydroxylic groups by the use of mixed carboxylic-carbonic anhydride was studied. The influence of strong electrostatic field on these reactions was investigated and it was found that this field has no influence on these reactions. Some modifications of hyaluronic acid were done at silica having dehydration properties. Crystal violet and strongly basic anex were applied as „blockers“ of carboxylic groups in the molecule of hyaluronic acid. Obtained products were analyzed by infrared spectroscopy, UV/VIS spectroscopy, nuclear magnetic resonance and gel permeability chromatography. The best results were obtained by the use of silica as dehydration support., Katedra technologie organických látek, Dokončená práce s úspěšnou obhajobou

V této diplomové práci byly studovány interakce v systému obsahující polyelektrolyt-tenzid při nízkých i vysokých koncentracích tenzidu. Při fluorescenčním měření byl použit pyren jako fluorescenční sonda, jako tenzid byl použit kationtový cetyltrimethylamonium bromid a jako hlavní polyelektrolyt byl zvolen polystyrensulfonát sodný o molekulové hmotnosti 1 MDa. V prostředí obsahující 0,15 M NaCl docházelo ke tvorbě komplexních struktur – sraženin v okolí CMC koncentrace a za touto koncentrací. Ve směsích obsahující dohromady polyelektrolyty polystyrensulfonát sodný i hyaluronan převládaly především agregační schopnosti polystyrensulfonátu sodného při různých koncentračních poměrech. Za hodnotou CMC však začaly působit také agregační schopnosti hyaluronanu., In this diploma thesis, the interactions between polyelectrolyte and surfactant at low and also at high concentration were studied. There was used pyrene as fluorescent probe during the fluorescence spectroscopy measurement, a cationic surfactant cetyltrimethylammonium bromide and as a main polyelectolyte has been chosen sodium polystyrene sulfonate at 1 MDa molecular size. In the medium containing 0.15 M NaCl we could observed a creation of the complexes – precipitates in the surrounding of CMC concentration and behind of this concentration. In the mixtures containing sodium polystyrene sulfonate and hyaluronan together, there was stronger tend to keep aggregation properties of sodium polystyrene sulfonate during difference concentration ratios. Beyond CMC concentration, hyaluronan starts to influence the aggregation properties of the system as well.

V této diplomové práci byly studovány interakce v systému obsahující polyelektrolyt-tenzid při nízkých i vysokých koncentracích tenzidu. Při fluorescenčním měření byl použit pyren jako fluorescenční sonda, jako tenzid byl použit kationtový cetyltrimethylamonium bromid a jako hlavní polyelektrolyt byl zvolen polystyrensulfonát sodný o molekulové hmotnosti 1 MDa. V prostředí obsahující 0,15 M NaCl docházelo ke tvorbě komplexních struktur – sraženin v okolí CMC koncentrace a za touto koncentrací. Ve směsích obsahující dohromady polyelektrolyty polystyrensulfonát sodný i hyaluronan převládaly především agregační schopnosti polystyrensulfonátu sodného při různých koncentračních poměrech. Za hodnotou CMC však začaly působit také agregační schopnosti hyaluronanu., In this diploma thesis, the interactions between polyelectrolyte and surfactant at low and also at high concentration were studied. There was used pyrene as fluorescent probe during the fluorescence spectroscopy measurement, a cationic surfactant cetyltrimethylammonium bromide and as a main polyelectolyte has been chosen sodium polystyrene sulfonate at 1 MDa molecular size. In the medium containing 0.15 M NaCl we could observed a creation of the complexes – precipitates in the surrounding of CMC concentration and behind of this concentration. In the mixtures containing sodium polystyrene sulfonate and hyaluronan together, there was stronger tend to keep aggregation properties of sodium polystyrene sulfonate during difference concentration ratios. Beyond CMC concentration, hyaluronan starts to influence the aggregation properties of the system as well.

V této diplomové práci byly studovány interakce v systému obsahující polyelektrolyt-tenzid při nízkých i vysokých koncentracích tenzidu. Při fluorescenčním měření byl použit pyren jako fluorescenční sonda, jako tenzid byl použit kationtový cetyltrimethylamonium bromid a jako hlavní polyelektrolyt byl zvolen polystyrensulfonát sodný o molekulové hmotnosti 1 MDa. V prostředí obsahující 0,15 M NaCl docházelo ke tvorbě komplexních struktur – sraženin v okolí CMC koncentrace a za touto koncentrací. Ve směsích obsahující dohromady polyelektrolyty polystyrensulfonát sodný i hyaluronan převládaly především agregační schopnosti polystyrensulfonátu sodného při různých koncentračních poměrech. Za hodnotou CMC však začaly působit také agregační schopnosti hyaluronanu., In this diploma thesis, the interactions between polyelectrolyte and surfactant at low and also at high concentration were studied. There was used pyrene as fluorescent probe during the fluorescence spectroscopy measurement, a cationic surfactant cetyltrimethylammonium bromide and as a main polyelectolyte has been chosen sodium polystyrene sulfonate at 1 MDa molecular size. In the medium containing 0.15 M NaCl we could observed a creation of the complexes – precipitates in the surrounding of CMC concentration and behind of this concentration. In the mixtures containing sodium polystyrene sulfonate and hyaluronan together, there was stronger tend to keep aggregation properties of sodium polystyrene sulfonate during difference concentration ratios. Beyond CMC concentration, hyaluronan starts to influence the aggregation properties of the system as well.

V této diplomové práci byly studovány interakce v systému obsahující polyelektrolyt-tenzid při nízkých i vysokých koncentracích tenzidu. Při fluorescenčním měření byl použit pyren jako fluorescenční sonda, jako tenzid byl použit kationtový cetyltrimethylamonium bromid a jako hlavní polyelektrolyt byl zvolen polystyrensulfonát sodný o molekulové hmotnosti 1 MDa. V prostředí obsahující 0,15 M NaCl docházelo ke tvorbě komplexních struktur – sraženin v okolí CMC koncentrace a za touto koncentrací. Ve směsích obsahující dohromady polyelektrolyty polystyrensulfonát sodný i hyaluronan převládaly především agregační schopnosti polystyrensulfonátu sodného při různých koncentračních poměrech. Za hodnotou CMC však začaly působit také agregační schopnosti hyaluronanu., In this diploma thesis, the interactions between polyelectrolyte and surfactant at low and also at high concentration were studied. There was used pyrene as fluorescent probe during the fluorescence spectroscopy measurement, a cationic surfactant cetyltrimethylammonium bromide and as a main polyelectolyte has been chosen sodium polystyrene sulfonate at 1 MDa molecular size. In the medium containing 0.15 M NaCl we could observed a creation of the complexes – precipitates in the surrounding of CMC concentration and behind of this concentration. In the mixtures containing sodium polystyrene sulfonate and hyaluronan together, there was stronger tend to keep aggregation properties of sodium polystyrene sulfonate during difference concentration ratios. Beyond CMC concentration, hyaluronan starts to influence the aggregation properties of the system as well.

V této diplomové práci byly studovány interakce v systému obsahující polyelektrolyt-tenzid při nízkých i vysokých koncentracích tenzidu. Při fluorescenčním měření byl použit pyren jako fluorescenční sonda, jako tenzid byl použit kationtový cetyltrimethylamonium bromid a jako hlavní polyelektrolyt byl zvolen polystyrensulfonát sodný o molekulové hmotnosti 1 MDa. V prostředí obsahující 0,15 M NaCl docházelo ke tvorbě komplexních struktur – sraženin v okolí CMC koncentrace a za touto koncentrací. Ve směsích obsahující dohromady polyelektrolyty polystyrensulfonát sodný i hyaluronan převládaly především agregační schopnosti polystyrensulfonátu sodného při různých koncentračních poměrech. Za hodnotou CMC však začaly působit také agregační schopnosti hyaluronanu., In this diploma thesis, the interactions between polyelectrolyte and surfactant at low and also at high concentration were studied. There was used pyrene as fluorescent probe during the fluorescence spectroscopy measurement, a cationic surfactant cetyltrimethylammonium bromide and as a main polyelectolyte has been chosen sodium polystyrene sulfonate at 1 MDa molecular size. In the medium containing 0.15 M NaCl we could observed a creation of the complexes – precipitates in the surrounding of CMC concentration and behind of this concentration. In the mixtures containing sodium polystyrene sulfonate and hyaluronan together, there was stronger tend to keep aggregation properties of sodium polystyrene sulfonate during difference concentration ratios. Beyond CMC concentration, hyaluronan starts to influence the aggregation properties of the system as well.

V této diplomové práci byly studovány interakce v systému obsahující polyelektrolyt-tenzid při nízkých i vysokých koncentracích tenzidu. Při fluorescenčním měření byl použit pyren jako fluorescenční sonda, jako tenzid byl použit kationtový cetyltrimethylamonium bromid a jako hlavní polyelektrolyt byl zvolen polystyrensulfonát sodný o molekulové hmotnosti 1 MDa. V prostředí obsahující 0,15 M NaCl docházelo ke tvorbě komplexních struktur – sraženin v okolí CMC koncentrace a za touto koncentrací. Ve směsích obsahující dohromady polyelektrolyty polystyrensulfonát sodný i hyaluronan převládaly především agregační schopnosti polystyrensulfonátu sodného při různých koncentračních poměrech. Za hodnotou CMC však začaly působit také agregační schopnosti hyaluronanu., In this diploma thesis, the interactions between polyelectrolyte and surfactant at low and also at high concentration were studied. There was used pyrene as fluorescent probe during the fluorescence spectroscopy measurement, a cationic surfactant cetyltrimethylammonium bromide and as a main polyelectolyte has been chosen sodium polystyrene sulfonate at 1 MDa molecular size. In the medium containing 0.15 M NaCl we could observed a creation of the complexes – precipitates in the surrounding of CMC concentration and behind of this concentration. In the mixtures containing sodium polystyrene sulfonate and hyaluronan together, there was stronger tend to keep aggregation properties of sodium polystyrene sulfonate during difference concentration ratios. Beyond CMC concentration, hyaluronan starts to influence the aggregation properties of the system as well.