ISSN:
1435-1528
Source:
Springer Online Journal Archives 1860-2000
Topics:
Chemistry and Pharmacology
,
Physics
Description / Table of Contents:
Summary Rheological investigations were done in concentrated as well as diluted solutions to characterize the solution structure of pathological synovial fluids. By looking at the shear rate dependence of [η] at low shear rates (D ≅ 2,9 ⋅ 10−3 − 4,6 s−1) higher molecular weights were determined than reported before. The so determined molecular weights of hyaluronic acid (HA) are in the range ofM = 2,4 ⋅ 106–12 ⋅ 106 g/mol in inflammatory joint diseases and in non-inflammatory in a range ofM = 3,1 ⋅ 106–11,4 ⋅ 106 g/mol and therefore both are lower than in normal synovial fluids,M = 16,2 ⋅ 106 g/mol. Additional distinctk SB-values indicate a compacter coil of HA macromolecules in the pathological synovial fluid. Quantitative statements can be made to the macromolecular network structure by determination of the critical HA polymer concentration and the number of entanglements resulting from prestationary measurements. The normal synovial fluid is comparable with a very narrow-meshed and dense network, but also in the pathological synovial fluid the HA is not isolated like in a particle solution but forms a much looser entanglement network structure. The reduction of viscosity and elasticity of isolated HA indicate that molecular interactions between HA and other macromolecules in synovial fluid are of essential significance for the rheological behaviour. Measurements of relaxation time at rest as well as shear conditions show a higher segment-flexibility of macromolecular network structure resulting from a reduction of HA-concentration and/or molecular weight in the pathological synovial fluid.
Notes:
Zusammenfassung Zur Charakterisierung der Lösungsstruktur pathologischer Synovialflüssigkeiten wurden parallel rheologische Untersuchungen sowohl im Bereich konzentrierter als auch verdünnter Lösungen durchgeführt. Durch die Berücksichtigung der Scherabhängigkeit der Grenzviskositätszahl [η] und Messung bei niedrigen Schergeschwindigkeiten (D ≅ 2,9 ⋅ 10−3 − 4,6 s−1) errechneten sich höhere Molekulargewichte der Hyaluronsäure (HA) als bisher angegeben. Für entzündliche Gelenkergüsse betragen sie (2,4–12,0) ⋅ 106, für nicht entzündliche (3,1–11,4) ⋅ 106 und sind damit gegenüber der normalen Synovia mit 16,2 ⋅ 106 erniedrigt. Unterschiedlichek SB-Werte sprechen zusätzlich für eine stärkere Verknäuelung der HA-Makromoleküle in der pathologischen Synovia. Durch Ermittlung der kritischen Polymerkonzentration der HA sowie der Verhängungszahlenv aus Anlaufmessungen konnten quantitative Aussagen zum makromolekularen Netzwerk getroffen werden. Die normale Synovia entspricht einem sehr engmaschigen und dichten Netz, aber auch in den pathologischen Gelenkflüssigkeiten ist die HA nicht im Sinne einer Partikellösung isoliert, sondern bildet ein, wenn auch lockeres Netzwerk mit wesentlich niedrigerer Verhängungszahl. Eine Erniedrigung der Viskosität und Elastizität isolierter HA weist darauf hin, daß molekulare Wechselwirkungen zwischen HA und anderen Makromolekülen in der Synovialflüssigkeit für das rheologische Verhalten von wesentlicher Bedeutung sind. Relaxationszeitmessungen in Ruhe und unter Scherung zeigten eine vermehrte Segmentbeweglichkeit des Netzwerkes der pathologischen Synovia als Folge der HA-Konzentrationsabnahme und/oder Molekulargewichtsverminderung.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1007/BF01517518
Permalink
