Préambule
L’acide hyaluronique (1), un polymère linéaire de haut poids moléculaire, est le principal constituant du liquide synovial. C’est une macromolécule polysaccharidique qui appartient à la famille des glycosaminoglycanes. Son poids moléculaire varie de 4 à 5 Millions de Dalton et sa concentration au sein du liquide synovial est élevé : de 2 à 4 mg/ml. Il est le support des caractéristiques rhéologiques du liquide synovial mais il intervient également comme filtre dans les échanges métaboliques entre le cartilage et le liquide synovial. Il est synthétisé par les synoviocytes et une concentration ainsi qu’un poids moléculaire élevés permet à cet acide hyaluronique d’assurer une bonne protection viscoélastique des surfaces et des tissus articulaires. Par ailleurs, l’acide hyaluronique est synthétisé par les chondrocytes dans la matrice extra-cellulaire de façon à se lier aux molécules de protéoglycanne, lesquelles chargées négativement permettent par effet DONNAN les échanges entre le liquide synovial et le cartilage. L’acide hyaluronique synthétisé par les synoviocytes recouvre profondément la membrane superficielle synoviale et la surface cartilagineuse. Il a pour but d’absorber les chocs et de lubrifier l’articulation. Il intervient dans les échanges métaboliques entre le cartilage et la membrane synoviale et de par son poids moléculaire, il intervient comme un agent contrôleur des échanges. Par ailleurs, il sert de bouclier pour les synoviocytes, ainsi que les terminaisons nerveuses.
La rhéologie, est l’ étude de la déformation des corps, y compris leur écoulement sous l'influence de contraintes qui leur sont appliquées. Selon les contraintes, leur fréquence, on passe de l’écoulement (viscosité) à la déformation élastique. La viscosité dynamique est un paramètre dépendant de la masse moléculaire, c’est-à-dire de la longueur des chaînes et de la concentration en acide hyaluroniques.
Les solutions d’acide hyaluronique sont viscoélastiques, ainsi, lors d’analyses rhéologiques dynamique, à faible fréquence d’oscillation, le liquide synovial a des propriétés plus visqueuse qu’élastique, lui conférant ses propriétés lubrifiantes. À fortes fréquences d’oscillations, l’élasticité devient supérieur à la viscosité, ce qui explique le rôle amortisseur de chocs du liquide synovial dans ces conditions. Le paramètre G’, module élastique (en Pa) est donc également intéressant à caractériser, afin de mieux évaluer le comportement du liquide synovial (2).
L’articulation est un système extraordinaire qui permet de s’adapter à la transmission des charges avec un effet d’amortissement et de glissement des surfaces articulaires. Le coefficient de friction du système articulaire est très bas. Cette caractéristique est liée au cartilage et à la présence du liquide synovial dont la viscosité se modifie en fonction de la vitesse du mouvement. Par opposition à un liquide newtonien (viscosité constante) le liquide synoviale est non newtonien : la viscosité diminue avec la vitesse du mouvement. Le mouvement de va-et-vient de l’eau du cartilage vers le liquide synovial est inversement expliquer en grande partie par le rôle mécanique métabolique du liquide synovial. Il possède des propriétés thixotropiques qui lui permettent d’adapter sa viscosité en fonction de la cinétique articulaire. La thixotropie est une propriété physique caractéristique des matériaux dont les propriétés d'écoulement varient avec le temps.
Pour une mesure précise de la rhéologie, la meilleure technologie est basée sur l'examen du comportement de la solution, placée entre deux systèmes, dont l’un subit une rotation par rapport à l'autre (rhéomètre à contrainte ou déformations imposées). Cela permet de faire varier le taux de cisaillement entre surface immobile et une surface solide en rotation.
Finelli I. et al. (3 ) ont évalué les propriétés rhéologiques et la récupération structurel de Hymovis® par rapport à d’autres acides hyaluroniques : Synvisc®, Monovisc®, Durolane® et Hyalubrix®. L'objectif était de déterminer l'adaptation de Hymovis® aux contraintes mécaniques des articulations et sa capacité de récupération après stress mécanique en comparant avec les autres viscosuppléments. Les mesures rhéologiques ont été effectuées à la fois en régime d’écoulement et d’oscillation à des valeurs de fréquence physiologique du genou, couvrant la plage de 0,5 Hz (fréquence de la marche ) à 3 Hz (fréquence de la course). Ils concluent que les propriétés rhéologiques uniques d’Hymovis® associées au temps de séjour prolongé (entre 2 et 5 semaines chez les rongeurs) dans les articulations, (Henrotin et al BMC Musculoskeletal disorders, 2019. 20 :93) permettent à Hymovis® de soulager la douleur et d’améliorer la fonction articulaire avec un traitement de courte durée.
Hymovis® est une nouvelle génération d’acide hyaluronique qui se rapproche le plus des caractéristiques rhéologiques de l’acide hylauronique des articulations saines. Hymovis® repose sur la technologie HYADD®4, qui combine des interactions hydrophiles et hydrophobes, créant un réseau « mobile reticulum » (MO.RE) qui imite très bien les propriétés du liquide synovial. Cette innovation offre un produit plus résistant aux contraintes biomécaniques répétées, tout en conservant une grande fluidité pour une meilleure dispersion intra-articulaire.
Bibliographie :
1 - P. Chaduteau
Acide hyaluronique chez le sportif : ébauche d’un guide de bonne conduite
Journal de Traumatologie du Sport (2012) 29, 215—225
2 – Le liquide synoviale
L’observatoire du mouvement 2008.
3 - I.Finelli, E.Chiessi, D.Galesso, et al.
Une nouvelle viscosupplémentation basée sur un acide hyaluronique partiellement hydrophobe : une étude comparative
Biorheology 2011; 48:263-275. Cette étude à permit d’obtenir l’approbation de la FDA
