Gel-air liur di dalam mulut: polimer baharu "setitis demi setitik" melembapkan mulut semasa xerostomia

Pasukan dari Purdue mempersembahkan "gel air liur" boleh dicas semula berdasarkan PHEMA polimer (poli(hydroxyethyl methacrylate)). Ia menyerap air liur tiruan, dan kemudian melepaskannya terus ke dalam mulut selama berjam-jam - pada kadar yang lebih kurang sama dengan air liur semulajadi semasa rehat. Dalam ujian, gel membengkak sebanyak ~400% dalam 6 jam, mengeluarkan hampir semua bekalannya dalam 4 jam pada suhu 37 °C, mengekalkan kecekapan kira-kira 97%, dan berfungsi untuk sekurang-kurangnya 5 kitaran "caj-pelepasan". Tiada ketoksikan mukosa dikesan dalam kultur sel. Idea ini ditujukan kepada pesakit dengan xerostomia (mulut kering) selepas terapi radiasi, hemodialisis, dan keadaan lain. Kerja itu diterbitkan dalam Bahan Polimer Gunaan ACS.

Latar belakang

Xerostomia ialah sensasi subjektif mulut kering; selalunya digabungkan dengan hiposalivasi objektif (air liur berkurangan). Kadar aliran air liur yang tidak dirangsang normal dalam individu yang sihat ialah ~0.3-0.4 ml/min, dan ≤0.1 ml/min menunjukkan hiposalivasi; kelenjar air liur merembeskan 0.5-1.5 l air liur setiap hari. Kekurangan air liur membawa kepada karies, kandidiasis, rasa, gangguan pertuturan dan menelan, sakit dan kurang tidur.

• Sejauh manakah ia biasa dan siapa yang lebih kerap mengalaminya? Dalam populasi umum, anggaran berbeza-beza secara meluas (disebabkan oleh kaedah yang berbeza), tetapi xerostomia adalah gejala biasa pada orang tua. Terutama terdedah ialah pesakit selepas terapi sinaran kepala dan leher (sehingga ~ 80% mengalami kekeringan teruk semasa rawatan, ramai yang berterusan selama berbulan-bulan dan bertahun-tahun), penghidap sindrom Sjogren, menggunakan polifarmasi (ubat antikolinergik/psikotropik), dengan diabetes dan hemodialisis.
• Mengapa "semburan" dan bilas tidak disimpan lama. Kebanyakan pengganti air liur cepat dicuci dan memberikan kelegaan jangka pendek. Sialogogues perubatan (pilocarpine, cevimeline) tidak berkesan untuk semua orang dan mempunyai kesan sampingan; neurostimulants dan pendekatan regeneratif masih terhad oleh ketersediaan/data. Oleh itu permintaan untuk takungan lembapan tempatan yang boleh mengekalkan keselesaan selama berjam-jam, memberikan dos keluaran cecair "seperti air liur semula jadi."
• Apakah "penghantaran sasaran" yang diperlukan. Dalam orang yang sihat, aliran air liur yang tidak dirangsang adalah tepat di kawasan 0.3-0.4 ml/min; keinginan untuk membawa kadar pelepasan lebih dekat kepada nilai-nilai ini menjadikan bantuan itu semula jadi dalam sensasi (tanpa "tampar" dan terlalu kering).
• Sebab PHEMA dipilih. Poli(hydroxyethyl methacrylate) ialah hidrogel klasik dengan banyak kumpulan –OH, biokompatibel dan lama digunakan dalam kanta sentuh lembut (iaitu dalam sentuhan berterusan dengan membran mukus yang sensitif). Ia menyerap air/larutan, menahannya dengan ikatan hidrogen dan perlahan-lahan boleh melepaskan kandungan - sifat yang sesuai untuk peranan "takungan air liur".
• Bagaimanakah ini sesuai dengan amalan semasa? Hari ini, senjata termasuk langkah-langkah kebersihan, "tambah nilai" yang kerap dengan pengganti air liur, rangsangan dengan gula-gula getah/masam, pilocarpine/cevimeline dengan fungsi kelenjar yang utuh, pencegahan karies dan jangkitan kulat. Hidrogel oral boleh dicas semula secara logik melengkapkan baris ini sebagai ubat tempatan yang tahan lama, terutamanya untuk pesakit yang mengalami hiposalivasi selepas sinaran, kekeringan malam atau dengan beban jangka panjang (perjalanan, kuliah, syif).

Apa yang mereka buat?

Buat takungan hidrogel lembut yang diletakkan pesakit dalam rongga mulut (contohnya, berhampiran pipi):

1. "cas" dengan air liur tiruan terlebih dahulu;
2. biarkan ia mengeluarkan cecair perlahan-lahan, mengekalkan kelembapan dan pelinciran yang selesa.
   Bahan - PHEMA: polimer hidrofilik dengan banyak kumpulan -OH, "berkawan" yang baik dengan air, membentuk rangkaian kenyal dan mengekalkan cecair akibat ikatan hidrogen.

Bagaimana ini berfungsi

• Filem PHEMA menyerap air liur tiruan dan bertukar menjadi keadaan hidrogel.
• Di dalam mulut (≈37 °C), gel secara beransur-ansur "mengecut" dan melepaskan rizabnya. Pada permulaannya, keluaran adalah lebih pantas (pengarang menganggarkan ~0.3 ml/min), kemudian ia mendatar; koridor sasaran untuk keselesaan ialah 0.3–0.7 ml/min (ini adalah lebih kurang kadar air liur yang tidak dirangsang pada orang yang sihat).

Apakah yang diukur?

• Bengkak: sehingga ≈400% daripada isipadu asal dalam 6 jam.
• Pemulihan: Hampir semua stok dalam ≈4 jam pada 37°C; kestabilan ≈97% dalam 5 kitaran berturut-turut.
• Penggunaan semula: gel telah "dicas semula" dengan teliti dan dinamik yang setanding diperoleh semula.
• Biokompatibiliti: Medium terkondisi gel tidak menghalang pertumbuhan keratinosit mulut; tiada sitotoksisiti ketara ditemui.
• Mekanik: gel jauh lebih lembut daripada pipi (Modulus Young ialah ratusan kPa berbanding megapascal untuk membran mukus) - petunjuk penting untuk pelarasan lanjut ketegaran dan keselesaan.

Mengapa ini perlu?

Xerostomia (10–30% orang dewasa, lebih kerap berlaku pada orang tua; selalunya selepas terapi sinaran kepala dan leher, kemoterapi, hemodialisis) menjejaskan pertuturan, menelan, kebersihan mulut dan meningkatkan risiko jangkitan. Penyelesaian semasa—semburan/bilas, perangsang mengunyah, neurostimulan, ubat sistemik—sama ada memberikan kesan jangka pendek atau invasif/mahal. Takungan hidrogel menjanjikan beberapa jam penghidratan berterusan tanpa "sedutan" yang kerap.

Bagaimanakah ini berbeza daripada "air liur tiruan" biasa

Pengganti klasik dibasuh dengan cepat. Di sini, bahan mendos pengeluaran cecair dan mengecas semula, yang berpotensi memudahkan penggunaan harian (contohnya, semasa kelas panjang, perjalanan, tidur).

Apa seterusnya?

Setakat ini, semua ujian berada di makmal. Penulis menulis secara langsung bahawa ujian realistik di dalam mulut adalah di hadapan: dengan mikrobiota, suhu dan perubahan pH, geseran, perbualan/makanan, dengan penilaian faktor bentuk (saiz, penetapan, keselesaan), keselamatan dan hayat perkhidmatan. Secara selari, adalah perlu untuk memahami komposisi air liur tiruan yang optimum, dan sama ada gel mengubah persepsi/diksi rasa.

Sekatan

• Bukan klinik. Kecekapan mahupun kemudahan untuk orang ramai belum ditunjukkan.
• Mekanik dan ergonomik. Gel ini nyata lebih lembut daripada fabrik - selesa, tetapi boleh berubah bentuk; geometri/pemegang yang diperlukan masih dipilih.
• Kebersihan dan penyelenggaraan: Penggunaan semula memerlukan rejimen pembersihan/penggantian yang jelas untuk mengelakkan pembentukan biofilm.

Sumber: Debnath S. et al. Poli(hydroxyethyl methacrylate) Saliva-Gel: Penyelesaian Berasaskan Polimer untuk Rawatan Xerostomia, Bahan Polimer Gunaan ACS, dalam talian 17 Julai 2025. DOI: 10.1021/acsapm.5c00881