骨关节炎的特征是关节产生疼痛和僵硬的同时会伴有残疾和生活质量的下降。骨关节炎会影响关节内所有的组织包括滑膜、韧带、半月板、骨骼和软骨等，累及的关节软骨退化并逐渐消失，从而导致骨与骨的直接接触。骨关节炎发生时的病理生理学改变非常复杂，数十年的研究仍未完全明确其途径和机制，普遍认为炎症和氧化应激是骨关节炎发生的主要因素，各种蛋白酶水解酶的比例失衡，氧化 ( 超氧化物和过氧化氢 ) 和亚硝化 ( 一氧化氮和过氧亚硝酸盐 ) 的产生，炎性细胞因子 ( 白细胞介素 1β、肿瘤坏死因子 α 和瘦素 ) 的增加，其他物质 ( 前列腺素 E2，cAMP，NF-Κb，Toll 样受体 ) 也直接或间接参与骨关节炎进程。
不同分子量的 ＨＡ 能够提高细胞外基质的渗透率，促进特定受体的识别，如 ＣＤ４４ 细胞决定簇，高分子的 ＨＡ 能够识别特定细胞表面的受体，ＣＤ４４ 受体在多种细胞中表达，为多功能的跨膜糖蛋白，依赖于分子量的结合性能到达 特 定 的 细 胞 受 体， 允 许 透 明 质 酸 直 接 修 改 细 胞 功能。
膝 OA进展过程中，多种炎症因子在疼痛的产生中发挥了巨大的作用。 IA-HA 治疗具有抗炎作用，IL-1β 是促炎因子，同时也是 HA 发挥抗炎作用的关键因子。HA-CD44 结合后，抑制 IL-1β 的产生而发挥抗炎作用。IL-1β 被抑制后，多种MMP 下调，这也有助于 HA 发挥抗炎。HA-CD44 结合还可进一步抑制炎症因子 IL-8、IL-6、PGE2 和肿瘤坏死因子 -α(tumor necrosis factor-α, TNF-α)，产生 IA-HA 治疗的抗炎作用。
分子量与抗炎作用也有直接的相关性，HA 的降解产物多为 LMW HA，这些 LMW HA 可调控 CD44 和 Toll 样受体（Toll-Like Receptors, TLR）， 增 加 NF-κB (nuclear factor κB,NF-κB)、IL-1β、TNF-α、IL-6 和 IL-33 等 炎 症 介质的产生，介导炎症反应。然而，HMW HA 则与 TLR2 和 TLR4 结合，抑制多种炎症介质，包括TNF-α、IL-1-β、 IL-17、 MMP-13 和诱导型一氧化氮合酶 (inducible nitrogen oxide synthase, iNOS)。HMW HA 对 PGE2 和 IL-6 的抑制作用也更强，而 IL-6 是 一 种 可 被 NF-κB 调 控 的 促 炎 症 细 胞 因子，HA 与细胞间黏附分子 -1 (intercellular adhesionmolecule-1, ICAM-1) 结 合 后 下 调 了 NF-κB， 减 少IL-6 的产生。透明质酸可以通过降低肿瘤坏死因子α和白细胞介素 8 等而在骨关节炎中发挥抗炎作用，血清透明质酸水平可作为放射性骨关节炎的生物学标志。
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