分子量
研究证实，不同来源的透明质酸（hyaluronic acid，HA）具有相同的一级结构，但分子量略有差异。比如，牛玻璃体中的HA分子量较低些，为104~105道尔顿，而脐带及雄鸡冠中的HA分子量较高些，为106~107道尔顿[1]。
分子量与黏度间的关系
HA有很强的保水能力，所以可以使眼睛、关节以及皮肤组织保持湿润及润滑。由于HA的分子链较长，所以HA已经在临床上得到广泛应用，比如骨关节炎，组织填充及眼科手术等[2]。HA的分子量与流体力学体积是紧密相关的。事实上，HA分子量经常是通过测定特性粘数而计算得出的。特性粘数与分子量之间的关系遵从Mark-Houwink公式[1]。
这一公式显示了聚合物的特性粘数与与相对分子量间的依从关系。[η]是特性粘数。K和α是常数，具体数值取决于聚合物和溶剂的性质以及温度。M是平均分子量
流变学特性
HA的流变学特性表现在它具有黏性、弹性及假塑性。这些性质是HA特有的。虽然其他的黏多糖在高浓度下也能形成黏性溶液，但是不能形成具有黏弹性的聚合物网络。HA溶液的特性取决于HA的分子量、浓度及溶液的pH值。低浓度下，HA分子相互缠绕，形成网状结构，HA溶液表现出水溶性聚合物在低浓度下独有的黏弹性和假塑性。当浓度升高时，HA分子域减小，分子运动受到限制，使溶液具有黏性和弹性[3,4]。
假塑性
根据牛顿力学理论，牛顿流体的黏度大小不依赖于剪切速率。对于HA溶液而言，随着剪切速率的增高，溶液的黏度降低，这一性质被称为假塑性。黏度-剪切速率曲线见图1。黏度不仅取决于HA溶液的浓度，还取决于HA的平均分子量、所用的溶剂以及实时剪切速率。当浓度降低，分子间不再拥挤，或者平均分子量很低的情况下，黏度趋于常数。这就能够解释为什么血液、淋巴以及眼睛里的HA不黏稠[5]。
HA溶液的假塑性
A:同一浓度的HA溶液（10 mg/mL，溶于0.15 mol/L NaCl 溶液）在不同剪切速率下的黏度对数图，图中5条曲线分别为5种分子量（67万，110万，190万，320万，430万道尔顿）的HA溶液的黏度曲线。
B: 同一分子量（平均分子量430万道尔顿）的HA溶液在不同剪切速率下的黏度对数图，图中3条曲线分别为3个浓度（2，5，10 mg/mL，溶于 0.15 mol/L NaCl溶液）的HA溶液的黏度曲线。
黏弹性
高分子量的HA在很稀的盐溶液里能够占据很大的空间。HA本身只占有其中的0.1%或更少的体积，其余的空间里均被溶剂充满。随着浓度增加，HA分子间发生相互作用的频率增加，HA分子间会形成一个复杂的网状结构[6]。
这一网状结构展现了单独的HA分子并不具有的一些特别的性质。当受到较快或短时冲击时，溶液显示弹性特征以分散这股力量；当受到较慢或长时间的冲击时，由于分子有时间解开彼此间的缠绕，溶液显示黏性特征[7]。HA注射液缓解关节疼痛既是利用该性质。
HA溶液黏性特征和弹性特征的模型展示
研究了动态条件下HA的弹性特征。例如，利用振荡流变仪可以在很宽的频率范围内（0.002-10Hz）分别测量黏度和弹性。频率代表了能量从环境传送到黏弹性流体的速率。图3显示出弹性随平均分子量增大而增大。
图3为5种分子量（70万，100万，190万，320万，430万道尔顿）的HA溶液的黏弹性。黏度和弹性以整体强硬度的百分比来表示。
频率（Hz）代表了通过振荡运动输入的能量的速率。5种溶液为同一浓度，均为10 mg/mL（溶于0.15 mol/L NaCl 溶液）。
参考文献
1. Wik HB, Wik O. Rheology of hyaluronan. In: Laurent TC, ed. The Chemistry, Biology and Medical Applications of Hyaluronan and Its Derivatives. London: Portland Press, 1998:25-32.
2. Kuo JW. Practical Aspects of Hyaluronan Based Medical Products. CRC Press, 2006:79-93.
3. Balazs EA. Viscoelastic Properties of Hyaluronan and Its Therapeutic Use. In: Garg HG. and Hales CA. ed. Chemistry and Biology of Hyaluronan. Oxford: Elsevier Ltd. 2004: 415-420.
4. Wik O, Agerup B, Wik HB. Rheology of hyaluronan products. In: Kennedy JF, Phillips GO, Williams PA, Hascall VC, eds. Hyaluronan. Cambridge, UK: Woodhead Publishing, 2002, 1:201-204.
5. Necas J, Bartosikova L, Brauner P, Kolar J. Hyaluronic acid (hyaluronan): a review.VeterinarniMedicina. 2008, 53 (8): 397-411.
6. Shimada E, Matsumura G. Viscosity and Molecular Weight of Hyaluronic Acids. J Biochem. 1975, 78 (3): 513-517.
7. LathD, CsomorovaK, KollarikovaG, StankovskaM, SoltesL. Molar Mass—Intrinsic Viscosity Relationship of High-Molar-Mass Hyaluronans: Involvement of Shear Rate. Chem. Pap. 2005, 59 (5): 291-293.
閱讀更多 華熙生物 的文章
