Vliv kyseliny hyaluronové na tření a mazání fascií

Abstract

Rastúci počet pacientov trpiacich nešpecifických bolestí chrbta predstavuje významné sociálno-ekonomické výzvy, ktoré si vyžadujú hľadanie účinných liečebných stratégií. Cieľom tejto štúdie, ktorá sa uskutočnila v spolupráci so spoločnosťou Contipro, a.s. je riešiť túto potrebu vývojom viskosuplementu na báze kyseliny hyalurónovej určeného na injekčné podanie do torakolumbálnej fascie na zmiernenie adhézie patologických fasciálnych tkanív, čo je stav často spojený s nešpecifickou bolesťou dolnej časti chrbta. Výskum bol rozdelený na základné a aplikované ciele. Základný cieľ bol zameraný na vývoj šiestich jedinečných tribologických modelov torakolumbálnej fascie na presnú simuláciu trecieho správania fasciálnych tkanív v podmienkach podobných podmienkam in vivo. Tieto modely boli nevyhnutné na skúmanie mechanizmov, ktorými roztoky na báze kyseliny hyalurónovej ovplyvňujú trecie vlastnosti, a na identifikáciu materiálových parametrov rozhodujúcich pre replikáciu správania fasciálneho tkaniva. Aplikovaný cieľ bol zameraný na posúdenie vplyvu rôznych zložení roztokov na báze kyseliny hyalurónovej na zníženie trenia vo fasciálnych tkanivách, čo v konečnom dôsledku viedlo k vývoju optimalizovaného viskózneho doplnku na liečbu nešpecifickej bolesti dolnej časti chrbta. Kľúčové zistenia ukázali, že rýchlosť pohybu, tuhosť materiálu, polomer pinu, predopnutie fascie a molekulová hmotnosť a koncentrácia kyseliny hyalurónovej sú rozhodujúcimi faktormi ovplyvňujúcimi trenie v torakolumbálnej fascii. Zistilo sa, že roztoky kyseliny hyalurónovej s nižšou molekulovou hmotnosťou, najmä tie so zníženou viskozitou, výrazne znižujú trenie tým, že uľahčujú hladší pohyb medzi povrchmi tkaniva. Štúdia tiež identifikovala mechanizmy zníženia trenia v adhezívnych fasciálnych tkanivách mazaných kyselinou hyalurónovou, čím poskytla vedecký základ pre vývoj nového viskosuplementu. Okrem rozsiahlych tribologických meraní sa na ďalšie overenie výsledkov uskutočnila farmakokinetická štúdia.The growing prevalence of non-specific lower back pain (NSLBP) represents significant socioeconomic challenges, necessitating the development of effective treatment strategies. This study, conducted in collaboration with Contipro, a.s., aims to address this need by developing a hyaluronic acid (HA)-based viscosupplement intended for injection into the thoracolumbar fascia to mitigate the adhesion of pathological fascial tissues, a condition often associated with NSLBP. The research was divided into fundamental and applied objectives. The fundamental objective focused on developing six unique tribological models of the thoracolumbar fascia to accurately simulate the frictional behavior of fascial tissues under in vivo-like conditions. These models were crucial for investigating the mechanisms through which HA-based solutions influence frictional properties and for identifying the material parameters essential for accurately replicating the behavior of fascial tissue. In addition to extensive tribological measurements, pharmacokinetic study was conducted to further verify the results. The applied objective aimed to consider the impact of various HA-based solution compositions on reducing friction in fascial tissues, ultimately leading to the development of an optimized viscosupplement for treating NSLBP. Key findings demonstrated that sliding velocity, material stiffness, pin radius, preload, and HA molecular weight and concentration are critical factors influencing the frictional behavior of the thoracolumbar fascia. Lower molecular weight HA solutions, particularly those with reduced viscosity, were found to significantly reduce friction by facilitating smoother movement between tissue surfaces. The study also identified the mechanisms of friction reduction in HA-lubricated adhesive fascial tissues, providing a scientific basis for the development of a novel viscosupplement.