Сравнение реологических и вязкоупругих свойств медицинских изделий гиалуроновой кислоты для внутрисуставного введения

Остеоартрит (ОА) – наиболее распространенное заболевание суставов, которое поражает более 80% лиц старше 55 лет и на последних стадиях приводит к инвалидности. Одним из безопасных неоперативных методов лечения ОА является использование внутрисуставных инъекции медицинских изделий гиалуроновои кислоты (ГлК).

Цель исследования – сравнение вязкоупругих реологических свойств медицинских изделий ГлК с различной концентрацией гиалуроната натрия (ГН), доступных для использования в Российской Федерации.

Материал и методы. Исследование проводилось с помощью модульного реометра MCR 302 (Anton Paar, Австрия). Все измерения выполнялись при температуре 25,0±0,1 °С с использованием измерительной системы «конус-плоскость» (угол – 2°, диаметр конуса – 40 мм, высота зазора – 0,169 мм). Определение модулей упругости (G’) и вязкости (G”) осуществляли в зависимости от частоты в линейной области напряжения сдвига, а динамической вязкости – при скорости сдвига 1 с-1.

Результаты и обсуждение. Оценка реологических свойств исследуемых образцов выявила положительную связь с концентрацией ГН и отсутствие связи с молекулярной массой ГН. Самыми высокими вязкоупругими свойствами обладали медицинские изделия в группе с концентрацией ГН 1%: Армавискон и Рипарт; в группе с концентрацией ГН 1,5–1,6% все исследуемые образцы, кроме Хиалубрикса, показали схожие, более высокие по сравнению с предыдущей группой, результаты; в группе с концентрацией ГН 2–3% наиболее высокие показатели имел Армавискон Платинум и несколько меньшие – Флексотрон Ультра и Армавискон Форте.

Заключение. Изучение реологических вязкоупругих свойств медицинских изделий ГлК является наиболее доступным методом, на основании которого можно прогнозировать клинический эффект.

1. Насонов ЕЛ, Каратеев ДЕ, Балабанова РМ. Ревматоидный артрит. В кн.: Насонов ЕЛ, Насонова ВА, редакторы. Ревматология. Национальное руководство. Москва: ГЭОТАР-Медиа; 2008. С. 573-88.

2. Osteoarthritis Research Society International. Osteoarthritis: a serious disease, submitted to the US Food and Drug Administration. https://oarsi.org/sites/default/files/docs/2016/oarsi_white_paper_oa_serious_disease_121416_1.pdf

3. Lawrence RC, Felson DT, Helmick CG, et al. Estimates of the prevalence of arthritis and other rheumatic conditions in the United States. Part II. Arthritis Rheum. 2008 Jan; 58(1):26-35. doi: 10.1002/art.23176.

4. GBD 2017 DALYs and HALE Collaborators. Global, regional, and national disabilityadjusted life-years (DALYs) for 359 diseases and injuries and healthy life expectancy (HALE) for 195 countries and territories, 1990-2017: a systematic analysis for the Global Burden of Disease Study 2017. Lancet. 2018 Nov 10;392(10159):1859-922. doi: 10.1016/S0140-6736(18)32335-3.

5. Мартусевич НА. Остеоартроз. Вопросы эпидемиологии, этиопатогенеза, клиники, диагностики и лечения. Методические рекомендации. БГМУ; 2003. 28 с.

6. Huskisson EC. Nimesulide, a balanced drug for treatment for treatment of osteoarthrosis. Clin Exp Rheumatol. 2001;19 (1 Suppl 22):S21-5.

7. Алексеева ЛИ, Лила АМ. Базисная терапия остеоартрита: современный взгляд на применение препаратов глюкозамина и хондроитина. Современная ревматология. 2021;15(2):112-9. doi: 10.14412/1996-7012-2021-2-112-119

8. Стребкова ЕА, Алексеева ЛИ. Остеоартроз и ожирение. Научно-практическая ревматология. 2015;53(5):542–52.

9. Wieland HA, Michaelis M, Kirschbaum BJ, Rudolphi KA. Osteoarthritis — an untreatable disease? Nat Rev Drug Discov. 2005 Apr; 4(4):331-44. doi: 10.1038/nrd1693.

10. Лила АМ, Алексеева ЛИ, Бабаева АР и др. Возможности фармакологического лечения остеоартрита: фокус на симптоматические медленно действующие препараты (SYSADOA) и индивидуальные особенности пациента. Резолюция международного совещания экспертов. Современная ревматология. 2019;13(4):143-7. doi: 10.14412/1996-7012-2019-4-143-147

11. Scarpignato C, Lanas A, Blandizzi C, et al. Safe prescribing of non-steroidal antiinflammatory drugs in patients with osteoarthritis – an expert consensus addressing benefits as well as gastrointestinal and cardiovascular risks. BMC Med. 2015 Mar 19;13:55. doi: 10.1186/s12916-015-0285-8.

12. Honvo G, Reginster JY, Rannou F, et al. Safety of intra-articular hyaluronic acid injections in osteoarthritis: outcomes of a systematic review and meta-analysis. Drugs Aging. 2019 Apr;36(Suppl 1):101-27. doi: 10.1007/s40266-019-00657-w.

13. Hyaluronan or hylans for knee osteoarthritis? Drug Ther Bull. 1999 Sep;37(9):71-2. doi: 10.1136/dtb.1999.37971.

14. Waller KA, Zhang LX, Fleming BC, Jay GD. Preventing friction-induced chondrocyte apoptosis: comparison of human synovial fluid and hylan G-F 20. J Rheumatol. 2012 Jul;39(7):1473-80. doi: 10.3899/jrheum.111427. Epub 2012 Jun 1.

15. Agerup B, Berg P, Akermark C. Non-animal stabilized hyaluronic acid: a new formulation for the treatment of osteoarthritis. BioDrugs. 2005;19(1):23-30. doi: 10.2165/00063030-200519010-00003.

16. Band PA, Heeter J, Wisniewski HG, et al. Hyaluronan molecular weight distribution is associated with the risk of knee osteoarthritis progression. Int J Stroke. 2018 Aug;13(6): 612-32. doi: 10.1177/1747493018778713. Epub 2018 May 22.

17. Phillips M, Vannabouathong C, Devji T, et al. Differentiating factors of intra-articular injectables have a meaningful impact on knee osteoarthritis outcomes: a network metaanalysis. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2020 Sep;28(9):3031-9. doi: 10.1007/s00167019-05763-1. Epub 2020 Jan 3.

18. Altman RD, Bedi A, Karlsson J, et al. Product differences in intra-articular hyaluronic acids for osteoarthritis of the knee. Am J Sports Med. 2016 Aug;44(8):2158-65. doi: 10.1177/0363546515609599. Epub 2015 Nov 17.

19. Gupta RC, Lall R, Srivastava A, Sinha A. Hyaluronic acid: molecular mechanisms and therapeutic trajectory. Front Vet Sci. 2019 Jun 25;6:192. doi: 10.3389/fvets.2019.00192. eCollection 2019.

20. Garantziotis S, Savani RC. Hyaluronan biology: a complex balancing act of structure, function, location and context. Matrix Biol. 2019 May;78-79:1-10. doi: 10.1016/j.matbio.2019.02.002. Epub 2019 Feb 23.

21. Rayahin JE, Buhrman JS, Zhang Y, et al. High and low molecular weight hyaluronic acid differentially influence macrophage activation. ACS Biomater Sci Eng. 2015 Jul 13; 1(7):481-93. doi: 10.1021/acsbiomaterials.5b00181.

22. Hashizume M, Mihara M. High molecular weight hyaluronic acid inhibits IL-6-induced MMP production from human chondrocytes by up-regulating the ERK inhibitor, MKP-1. Biochem Biophys Res Commun. 2010 Dec 10;403(2):184-9. doi: 10.1016/j.bbrc.2010.10.135. Epub 2010 Nov 6.

23. Хабаров ВН, Бойков ПЯ, Селянин МА. Гиалуроновая кислота. Москва: Практическая медицина; 2012. 224 c. [Khabarov VN, Boikov PYa, Selyanin MA Gialuronovaya kislota

24. Загородний НВ, Призов АП, Каменчук ЯА, Ильина ЕА. Реологические и вязкоупругие свойства препаратов гиалуроновой кислоты. Opinion Leader. 2021; (2):28-35.

25. Liu C, Sun J. A porcine acellular dermal matrix induces human fibroblasts to secrete hyaluronic acid by activating JAK2/STAT3 signalling. RSC Adv. 2020 May 19;10(32): 18959-69. doi: 10.1039/c9ra03736e.

26. Bauer C, Niculescu-Morzsa E, Jeyakumar V, et al. Chondroprotective effect of highmolecular-weight hyaluronic acid on osteoarthritic chondrocytes in a co-cultivation inflammation model with M1 macrophages. J Inflamm (Lond). 2016 Sep 13;13(1):31. doi: 10.1186/s12950-016-0139-y. eCollection 2016.

27. Waddell DD. Viscosupplementation with hyaluronans for osteoarthritis of the knee: clinical efficacy and economic implications. Drugs Aging. 2007;24(8):629-42. doi: 10.2165/00002512-200724080-00002.

28. Moreland LW. Intra-articular hyaluronan (hyaluronic acid) and hylans for the treatment of osteoarthritis: mechanisms of action. Arthritis Res Ther. 2003;5(2):54-67. doi: 10.1186/ar623. Epub 2003 Jan 14.

29. Ghosh P. The role of hyaluronic acid (hyaluronan) in health and disease: interactions with cells, cartilage and components of synovial fluid. Clin Exp Rheumatol. 1994 JanFeb;12(1):75-82.

30. https://www.flottweg.com/ru/wiki/separation-technology/dynamic-viscosity

31. Snetkov P, Zakharova K, Morozkina S, et al. Hyaluronic Acid: The Influence of Molecular Weight on Structural, Physical, Physico-Chemical, and Degradable Properties of Biopolymer. Polymers (Basel). 2020 Aug 11; 12(8):1800. doi: 10.3390/polym12081800.

32. Fagien S, Bertucci V, von Grote E, Mashburn JH. Rheologic and Physicochemical Properties Used to Differentiate Injectable Hyaluronic Acid Filler Products. Plast Reconstr Surg. 2019 Apr;143(4):707e-720e. doi: 10.1097/PRS.0000000000005429.

33. Nicholls M, Manjoo A, Shaw P, et al. A Comparison Between Rheological Properties of Intra-articular Hyaluronic Acid Preparations and Reported Human Synovial Fluid. Adv Ther. 2018 Apr;35(4):523-530. doi: 10.1007/s12325-018-0688-y. Epub 2018 Mar 14.

34. Кавалерский ГМ, Кавалерский МГ, Дугина ЮЛ, Рукин ЯА. Сравнительная характеристика реологических свойств внутрисуставных протезов на основе гиалуроновой кислоты. Кафедра травматологии и ортопедии. 2018;(1):18-22.

35. Blaine T, Moskowitz R, Udell J, et al. Treatment of persistent shoulder pain with sodium hyaluronate: a randomized, controlled trial. A multicenter study. J Bone Joint Surg Am. 2008 May;90(5):970-9. doi: 10.2106/JBJS.F.01116.