Controversies in the use of hydroxyethyl starch solutions in small animal emergency and critical care

OBJECTIVES: To (1) review the development and medical applications of hydroxyethyl starch (HES) solutions with particular emphasis on its physiochemical properties; (2) critically appraise the available evidence in human and veterinary medicine, and (3) evaluate the potential risks and benefits associated with their use in critically ill small animals. DATA SOURCES: Human and veterinary original research articles, scientific reviews, and textbook sources from 1950 to the present. HUMAN DATA SYNTHESIS: HES solutions have been used extensively in people for over 30 years and ever since its introduction there has been a great deal of debate over its safety and efficacy. Recently, results of seminal trials and meta-analyses showing increased risks related to kidney dysfunction and mortality in septic and critically ill patients, have led to the restriction of HES use in these patient populations by European regulatory authorities. Although the initial ban on the use of HES in Europe has been eased, proof regarding the benefits and safety profile of HES in trauma and surgical patient populations has been requested by these same European regulatory authorities. VETERINARY DATA SYNTHESIS: The veterinary literature is limited mostly to experimental studies and clinical investigations with small populations of patients with short-term end points and there is insufficient evidence to generate recommendations. CONCLUSIONS: Currently, there are no consensus recommendations regarding the use of HES in veterinary medicine. Veterinarians and institutions affected by the HES restrictions have had to critically reassess the risks and benefits related to HES usage based on the available information and sometimes adapt their procedures and policies based on their reassessment. Meanwhile, large, prospective, randomized veterinary studies evaluating HES use are needed to achieve relevant levels of evidence to enable formulation of specific veterinary guidelines.

Rheology of high solids surface size starches

Tämän diplomityön tarkoituksena oli tutkia pintaliimatärkkelysten reologista käyttäytymistä korkeissa kuiva-ainepitoisuuksissa. Tarve työn suorittamiselle syntyi kun tutkittiin pintaliimausta filminsiirtopuristimella tavallista korkeammissa kuiva-ainepitoisuuksissa, sileän sauvan ollessa applikointilaitteena. Koska applikointi sileällä sauvalla tapahtuu hydrodynaamisten periaatteiden mukaisesti, sen käyttö edellyttää pintaliimojen reologisten ominaisuuksien tarkkaa tuntemusta ja hallintaa.Kiinnostuksen kohteena olevat ominaisuudet olivat tärkkelysten kuiva-ainepitoisuuden (8 – 30 %) vaikutus viskositeettiin eri lämpötiloissa (20, 30, 40 ja 50 ºC), leikkausnopeus alueella 1 s-1 - 700 000 s-1. Myös tärkkelysten myötörajat määritettiin tutkimuksessa. Viskositeetti eri leikkausnopeusalueilla mitattiin seuraavilla laitteilla: Bohlin VOR (matalat leikkausnopeudet ja myötöraja) ja Hercules HiShear (keskitason leikkausnopeudet) reometrit sekä Eklund kapillaariviskometri (korkeat leikkausno-peudet). Analysoidut tärkkelykset olivat kaksi anionista matalaviskoottista peruna (tärkkelys A) ja ohra (tärkkelys C) tärkkelystä, sekä yksi kationinen korkeaviskoottinen peruna tärkkelys (tärkkelys B). Tutkittujen tärkkelysten Brookfield viskositeetit (100 rpm) olivat (10 % liuos, 60 °C:ssa) tärkkelys A ja C: 25 ± 5 mPas ja tärkkelys B: 100 ± 20 mPas.Tärkkelysliuosten kuiva-ainepitoisuuden noustessa muuttui virtauskäyttäytyminen Newtoniaalisesta leikkausohenevaksi. Leikkausoheneva käyttäytyminen oli voimakkainta tärkkelys B:n kohdalla. Viskositeetti – lämpötila riippuvuus korkeissa leikkausnopeuksissa (esim. 500 000 s-1) oli vähäisempää, mitä oli oletettavissa Brookfield viskositeettiarvojen perusteella. Kaikki tarkkelykset osoittautuivat tiksotrooppisiksi, myös tiksotrooppisuus lisääntyi kuiva-ainepitoisuuden kasvaessa. Tärkkelysten myötörajat osoittautuivat odottamattoman alhaisiksi, kuitenkin varsinkin tärkkelys B:n myötörajat olivat selvästi riippuvaisia lämpötilasta ja kuiva-ainepitoisuudesta. Tutkittujen tärkkelysten virtauskäyttäytyminen oli kirjallisuudessa esitetyn kaltaista. Tärkkelysmolekyylien ketjun pituus oli tärkein tärkkelyksen reologisia ominaisuuksia määrittävä tekijä; mitä matalampi on tärkkelyksen molekyylimassa, sitä matalammat ovat viskositeetti ja myötöraja. Pintaliimauksessa tärkkelysmolekyylien ketjunpituudella on suuri vaikutus ajettavuuteen ja lopputuotteen ominaisuuksiin. Haasteellista pintaliimatärkkelyksen valinnassa on sellaisen yhdistelmän löytäminen, jossa sopivan reologisen käyttäytymisen omaava tärkkelys ja pintaliimatulle paperille tai kartongille asetetut vaatimukset kohtaavat.

Determinação espectrofotométrica de dipirona em produtos farmacêuticos por injeção em fluxo pela geração de íons triiodeto

A flow injection spectrophotometric procedure was developed for the determination of metamizol in pharmaceutical formulations. The system is based on the reaction between metamizol and triiodide generated in the system by mixing iodate and iodide-starch solutions. The absorbance of triiodide-starch complex giving a steady-state baseline value which was monitored at 580 nm. The inverse peaks caused by metamizol samples were measured and there was a direct relationship between absorbance decreasing and metamizol concentration from 1.4 x 10-4 to 7.0 x 10-4 mol L-1. The RSD was 0.45 % for a metamizol solution 4.2 x 10-4 mol L-1 (n = 10) with a detection limit (three-fold blank standard deviation/slope) of 6.0 x 10-5 mol L-1 The feasibility of the system was demonstrated for the determination of metamizol in commercial samples with sixty results obtained per hour. The results obtained for metamizol in pharmaceutical formulations using the proposed flow procedure and those obtained using an iodimetric procedure are in agreement at the 95% confidence level and within an acceptable range of error.

Suitability of foam coating on application of thin liquid films

This work aimed to find out the suitability of foam as medium in application of thin liquid films. This consists of research over phenomena related to foam physics and behaviour. Solutions and mixtures to be foamed, foaming agents, foam generation and application methods were evaluated. Over the evaluated solutions and mixtures coating paste and CMC did not foam well. Latex and PVA solutions were foamable and the best solution for foam use was starch. PVA and casein can be used as foaming agents, but the best results were achieved with sodium dodecyl sulphate (SDS). SDS works well with starch solutions producing fine and stable foam. Foaming was done with simple mixers where pressurized air was fed to the solution. The foaming works fine when enough shear force is used together with sufficient foaming agent concentration. Foam application with curtain, rod and cylinder methods with a gap between the application device and paper were not usable because of high coating amount. Coating amounts were smallest with the blade method which achieved 0.9 g/m2 starch layer. Although some strength decrease was expected because of the foaming agent, it dit not have significant effect. The targeted coating amount of 0.5 g/m2 was not achieved due to the limitations with the methods. More precise foam application methods are needed. Continuous foam generation and feed to the paper surface with controllable device such as application teeth could improve the results.

Edible coatings from native and modified starches retain carotenoids in pumpkin during drying

The goal of this study was to evaluate the effect of edible coating pre-treatments on the retention of provitamin A during pumpkin drying. The coatings used were based on native and modified maize and cassava starch. To evaluate the effects of these coatings, slices of 'Dry Rajada' pumpkin were dried at 70 °C both with and without starch coatings applied at 30 and 80-90 °C. Carotenoid content was determined through HPLC using a C 30 column. Significant losses (12-15%) of trans-α-carotene and trans-β-carotene were observed when slices were dried without the coating. Significant improvement of carotenoid content was observed for dehydrated slices that were previously coated with a native maize starch solution at 90 °C, as well as with a modified maize starch solution at 30 °C and also with a modified cassava starch solution at 90 °C. The application of these starch solutions probably produced a more uniform film that adhered to the slices, minimizing carotenoid degradation during pumpkin drying and, as a consequence, resulting in a product that can be considered a good source of provitamin A. © 2012 Elsevier Ltd.

Phase transitions of cassava starch dispersions prepared with glycerol solutions

The aim of this work was to study the glass transition, the glass transition of the maximally freeze-concentrated fractions, the ice melting and the gelatinization phenomenon in dispersions of starch prepared using glycerol- water solutions. The starch concentration was maintained constant at 50 g cassava starch/100 g starch dispersions, but the concentration of the glycerol solutions was variable (C-g= 20, 40, 60, 80 and 100 mass/mass%). The phase transitions of these dispersions were studied by calorimetric methods, using a conventional differential scanning calorimeter (DSC) and a more sensitive equipment (micro-DSC). Apparently, in the glycerol diluted solutions (20 and 40%), the glycerol molecules interacted strongly with the glucose molecules of starch. While in the more concentrated glycerol domains (C-g> 40%), the behaviour was controlled by migration of water molecules from the starch granules, due to a hypertonic character of glycerol, which affected all phase transitions.

Thermal, rheological, and structural behaviors of natural and modified cassava starch granules, with sodium hypochlorite solutions

The use of chemically modified starches is widely accepted in various industries, with several applications. In this research, natural cassava starch granules were treated with standard sodium hypochlorite solution at 0.8, 2.0, and 5.0 g Cl/100 g starch. The native and modified starch samples were investigated by means of the following techniques: simultaneous thermogravimetry-differential thermal analysis, which allowed us to verify the thermal decomposition associated with endothermic or exothermic phenomena; and differential scanning calorimetry that was used to determine gelatinization enthalpy as well as the rapid viscoamylographic analysis that provided the pasting temperature and viscosity. By means of non-contact-atomic force microscopy method and X-ray powder patterns diffractometry, it was possible to observe the surface morphology, topography of starch granules, and alterations in the granules' crystallinity. © 2012 Akadémiai Kiadó, Budapest, Hungary.

Effect of protective solutions and hydroxyethyl starch in the attenuation of the injuries of ischemia and reperfusion of splanchnic organs

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Impact of the C2/C6 ratio of high-molecular-weight hydroxyethyl starch on pharmacokinetics and blood coagulation in pigs

Rapport de synthèse : Contexte: l'hydroxyéthylamidon (HEA) est largement utilisé comme expanseur volémique en anesthésiologie et réanimation. Cependant, cette classe de produits perturbe le system de la coagulation. Des améliorations restent possibles dans le choix de la combinaison optimale de poids moléculaire, de degré de substitution en radicaux éthyle et de localisation de ces radicaux sur le squelette glucidique des polymères, afin d'optimiser leur efficacité et leur tolérance. L'HEA de poids moléculaire élevé et faiblement substitué n'affecte pas plus la coagulation sanguine que de l'HEA de bas poids moléculaire faiblement substitué. Nous examinons in vivo l'effet d'un abaissement du rapport C2/C6 sur les caractéristiques pharmacocinétiques et l'impact sur la coagulation sanguine d'un HEA de haut poids moléculaire faiblement substitué. Matériels et méthode: nous comparons dans une étude prospective, randomisée et parallèle l'HEA 650/0.42/2.8 avec l'HEA 650/0.42/5.6 auprès de 30 cochons. Avant, pendant et jusqu'à 630 minutes après une perfusion de 30 ml/kg d'HEA, des échantillons sanguins ont été collectés pour mesurer les concentrations d'HEA, les tests de coagulation plasmatique classiques et la coagulation sanguine par thrombélastographie (TEG®, Haemoscope Corporation, Niles, II, U.S.). Les paramètres pharmacocinétiques ont été estimés en adaptant un modèle à deux compartiments. Résultats: la constante d'élimination est de 0.009 ± 0.001 (min-1) pour l'HEA 650/0.42/2.8 et 0.007 ± 0.001 (min-1) pour l'HEA 650/0.42/5.6 (p<0.001); la surface sous la courbe de concentration est de 1374 ± 340 min*g/L pour l'HEA 650/0.42/2.8 et 1697 ± 411 min*g/L pour l'HEA 650/0.42/5.6 (p=0.026). Les concentrations mesurées d'HEA ne montrent pas de différence entre l'HEA 650/0.42/2.8 et l'HEA 650/0.42/5.6. Les deux solutions d'HEA affectent de façon identique la coagulation sanguine: l'index de coagulation thrombélastographique diminue pareillement à ta fin de la perfusion d'HEA 650/0.42/2.8 et d'HEA 650/0.42/5.6 (p=0.29). De même, le temps de thromboplastine partielle activée et le temps de prothrombine augmentent de manière similaire pour l'HEA 650/0.42/2.8 et l'HEA 650/0.42/5.6 (p=0.83). Conclusion: la réduction du rapport C2/C6 de l'HEA de poids moléculaire élevé et faiblement substitué aboutit à une élimination légèrement accélérée d'HEA. Cependant, elle ne modifie pas l'effet perturbateur sur la coagulation.

Molecular weight of hydroxyethyl starch : is there an effect on blood coagulation and pharmacokinetics ?

Résumé Fondement : le développement de solutions d'hydroxy-éthyl-amidons (HEAS) avec peu d'impact sur la coagulation sanguine, mais un effet supérieur sur la volémie, par comparaison aux HEAS couramment utilisés, est d'un grand intérêt clinique. Nous posons l'hypothèse que des solutions de haut poids moléculaire et de bas degré de substitution possèdent ces caractéristiques. Méthode : trente porcs ont été perfusés avec trois HEAS différents (20 ml/kg) de même degré de substitution (0.42) mais de poids moléculaire différent (130, 500 et 900 kDa). Une série de prélèvements sanguins ont été effectués sur 24 heures, sur lesquels des analyses de coagulation sanguine étaient effectuées par thromboélastographie et dosages plasmatiques. De plus, la concentration plasmatique ainsi que le poids moléculaire in vivo ont été déterminés, ainsi que des paramètres de pharmacocinétiques, ceci en se basant sur un modèle bi-compartimental. Résultats : les analyses de thromboélastographie et les tests de coagulation plasmatique n'ont pas démontré d'altération plus marquée de la coagulation sanguine après l'utilisation des solutions des HAES 500 et HAES 900, par comparaison avec celle de HAES 130. Par contre, les HAES 500 et HAES 900 ont présenté une plus grande aire sous la courbe (area under the curve), dans la relation concentration en fonction du temps [1542 (142) g min litre-1, p<0.001, 1701 (321) g min litre-1, p<0.001] par rapport au HAES 130 [1156 (223) g min litre-1]. La demi-vie alpha (t ½α) était plus longue pour les HAES 500 [53.8 (8.6) min, p<0.01] et HAES 900 [57.1 (12.3) min, p<0.01 ]que pour le HAES 130 [39.9 (10.7) min]. La demi-vie beta (t½β) était par contre similaire pour les trois types de HAES [de 332 (100) à 381 (63) min]. Conclusions : pour les HAES de bas degré de substitution, le poids moléculaire n'est pas un facteur clé en ce qui concerne l'altération de la coagulation. La persistance intravasculaire initialement plus longue des HAES de haut poids moléculaire et bas degré de substitution pourrait résulter dans un plus long effet volémique de ces substances. Abstract Background: The development of hydroxyethyl starches (HES) with low impact on blood coagulation but higher volume effect compared with the currently used HES solutions is of clinical interest. We hypothesized that high molecular weight, low-substituted HES might possess these properties. Methods: Thirty pigs were infused with three different HES solutions (20 ml kg-1) with the same degree of molar substitution (0.42) but different molecular weights (130, 500 and 900 kDa). Serial blood samples were taken over 24 h and blood coagulation was assessed by Thromboelastograph® analysis and analysis of plasma coagulation. In addition, plasma concentration and in vivo molecular weight were determined and pharmacokinetic data were computed based on a two-compartment model. Results: Thromboelastograph analysis and plasma coagulation tests did not reveal a more pronounced alteration of blood coagulation with HES 500 and HES 900 compared with HES 130. In contrast, HES 500 and HES 900 had a greater area under the plasma concentration-time curve [1542 (142) g min litre-1, P<0.001, 1701 (321) g min litre-1, P<0.001] than HES 130 [I 156 (223) g min litre-1] and alpha half life (t ½α) was longer for HES 500 [53.8 (8.6) min, P<0.01 ] and HES 900 [57. I (I 2.3) min, P<0.01 ] than for HES 130 [39.9 (I 0.7) min]. Beta half life (t½β), however, was similar for all three types of HES [from 332 (100) to 381 (63) min]. Conclusions. In low-substituted HES, molecular weight is not a key factor in compromising blood coagulation. The longer initial intravascular persistence of high molecular weight lowsubstituted HES might result in a longer lasting volume effect.

Molar substitution and C2/C6 ratio of hydroxyethyl starch: influence of blood coagulation

Résumé Cette étude a démontré l'effet individuel sur la coagulation sanguine humaine des deux principales caractéristiques de la molécule d'hydroxyéthylamidon (HES) : la substitution molaire et le rapport C2/C6. L'analyse par thrombélastographe (TEG®) indique que la molécule de HES dont la substitution molaire est de 0.42 et le rapport C2/C6 de 2.7 a le moins d'effet sur la coagulation sanguine chez l'être humain. Objectifs de l'étude Le développement d'hydroxyéthylamidons (HES) qui ont à la fois peu d'impact sur la coagulation sanguine et une longue persistance intravasculaire est d'un grand intérêt clinique. Une précédente étude in vitro a démontré qu'une solution de HES de haut poids moléculaire et de bas degré de substitution molaire ne compromettait pas plus la coagulation sanguine qu'une solution HES de poids moléculaire moyen (1). La présente étude examine l'effet individuel de la substitution molaire et du rapport C2/C6 d'une solution de HES de haut poids moléculaire (700 kDa) sur la coagulation sanguine. Matériel et méthode Nous avons prélevé du sang chez 30 adultes en bonne santé; le sang a été mélangé avec 6 solutions de HES qui diffèrent par leur degré de substitution molaire (0.42 et 0.51) et leur rapport C2/C6 (2.7, 7 et 14) à trois degrés de dilution : 20%, 40% et 60%. Les échantillons ont ensuite été analysés par thrombélastographe. Les données ont été étudiées par analyse de variance à trois voies pour mesures répétées sur une voie (dilution). Résultats Plus la substitution molaire est élevée, plus la coagulation sanguine est compromise et ce concernant tous les paramètres du TEG® (tous les p sont < à 0.05). La solution HES avec le rapport C2/C6 le plus bas a l'effet le moins prononcé sur le temps r (p<0.001), l'angle α (p=0.003) et l'Index de Coagulation CI (p<0.001) ; on n'a pas observé d'effet sur le temps k (p=0.513) et l'amplitude maximale (p=0.699) concernant ce paramètre. Conclusion L'analyse par thrombélastographe révèle qu'une molécule de HES avec une substitution molaire de 0.42 et un rapport C2/C6 de 2.7 a un effet minimal sur la coagulation sanguine humaine in vitro.

Study of the diffusion in polymer solutions and hydrogels by NMR spectroscopy and NMR imaging

Afin d'étudier la diffusion et la libération de molécules de tailles inférieures dans un gel polymère, les coefficients d'auto-diffusion d'une série de polymères en étoile avec un noyau d'acide cholique et quatre branches de poly(éthylène glycol) (PEG) ont été déterminés par spectroscopie RMN à gradient de champ pulsé dans des solutions aqueuses et des gels de poly(alcool vinylique). Les coefficients de diffusion obtenus ont été comparés avec ceux des PEGs linéaires et dendritiques pour étudier l'effet de l'architecture des polymères. Les polymères en étoile amphiphiles ont des profils de diffusion en fonction de la concentration similaires à leurs homologues linéaires dans le régime dilué. Ils diffusent plus lentement dans le régime semi-dilué en raison de leur noyau hydrophobe. Leurs conformations en solution ont été étudiées par des mesures de temps de relaxation spin-réseau T1 du noyau et des branches. L'imagerie RMN a été utilisée pour étudier le gonflement des comprimés polymères et la diffusion dans la matrice polymère. Les comprimés étaient constitués d'amidon à haute teneur en amylose et chargés avec de l'acétaminophène (de 10 à 40% en poids). Le gonflement des comprimés, ainsi que l'absorption et la diffusion de l'eau, augmentent avec la teneur en médicament, tandis que le pourcentage de libération du médicament est similaire pour tous les comprimés. Le gonflement in vitro des comprimés d'un complexe polyélectrolyte à base d'amidon carboxyméthylé et de chitosane a également été étudié par imagerie RMN. Ces comprimés sont sensibles au pH : ils gonflent beaucoup plus dans les milieux acides que dans les milieux neutres en raison de la dissociation des deux composants et de la protonation des chaînes du chitosane. La comparaison des résultats avec ceux d'amidon à haute teneur en amylose indique que les deux matrices ont des gonflements et des profils de libération du médicament semblables dans les milieux neutres, alors que les comprimés complexes gonflent plus dans les milieux acides en raison de la dissociation du chitosane et de l'amidon.

Development and Evaluation of a Novel pH Indicator Biodegradable Film Based on Cassava Starch

A pH indicator film based on cassava starch plasticized with sucrose and inverted sugar and incorporated with grape and spinach extracts as pH indicator sources (anthocyanin and chlorophyll) has been developed, and its packaging properties have been assessed. A second-order central composite design (2(2)) with three central points and four star points was used to evaluate the mechanical properties (tensile strength, tensile strength at break, and elongation at break percentage), moisture barrier, and microstructure of the films, and its potential as a pH indicator packaging. The films were prepared by the casting technique and conditioned under controlled conditions (75% relative humidity and 23 degrees C), at least 4 days before the analyses. The materials were exposed to different pH solutions (0, 2, 7, 10, and 14) and their color parameters (L*, a*, b*, and haze) were measured by transmittance. Grape and spinach extracts have affected the material characterization. Film properties (mechanical properties and moisture barrier) were strongly influenced by extract concentration presenting lower results than for the control. Films containing a higher concentration of grape extract presented a greater color change at different pH`s suggesting that anthocyanins are more effective as pH indicators than chlorophyll or the mixture of both extracts. (C) 2010 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 120: 1069-1079,2011

Physical properties of edible films based on cassava starch as affected by the plasticizer concentration

The aim of this work was to investigate the effect of glycerol contents on physical properties of cassava starch films. The films were prepared from film-forming solutions (FFS) with 2g cassava starch/100g water and 0, 15, 30 and 45g glycerol/100g starch, and were analysed to determine its mechanical properties by tensile tests, the glass-transition temperature (T-g) by differential scanning calorimetry (DSC) and the crystallinity by X-ray diffraction (XRD). The infrared spectra of the films were also recorded. The resistance values of the films decreased, while those of the elasticity increased with an increase in glycerol concentration due to the plasticizer effect of glycerol, which was also observed in DSC curves. The T-g of the films prepared decreased with the glycerol content. However, for samples with 30 and 45g glycerol/100g starch, two T-g curves were observed, probably due to a phase separation phenomenon. According to the XRD diffractograms, the films with 0 and 15gglycerol/100g starch presented an amorphous character, but some tendency to show crystalline peaks were observed for films with 30 and 45g glycerol/100g starch. The results obtained with Fourier transform infrared (FTIR) corroborated these observations. Copyright (C) 2007 John Wiley & Sons, Ltd.

Reduction of oil uptake in deep fat fried chicken nuggets using edible coatings based on cassava starch and methylcellulose

The aim of this study was to evaluate the effect of edible coatings based on methylcellulose (MC) and cassava starch (CS) to reduce oil uptake and improve water retention of chicken nuggets during deep fat frying. Edible coatings were prepared with I g of MC/100 g solution and 4 g of CS/100 g solution, with 25 or 55 g glycerol/100 g biopolymer. These solutions were applied to nugget samples before battering. Pre-fried and fried nuggets were analyzed to determine lipid and water contents. Color and texture were also measured in the fried nuggets. In general, there was no effect of the two concentrations of plasticizer of either of the biopolymers on the water retention of whole nuggets. But, higher oil uptake reduction, and consequently, lower lipid content was observed on nuggets coated with CS and 25% plasticizer. The coated samples were darker and had a brighter yellow color when compared with the control. There was also a significant decrease in the shearing force of the fried coated samples, indicating reduced hardness of these samples.