اللعاب الاصطناعي

مشتقات السليلوز هي مُعدِّلات للخواص الريولوجية ، وهي مركبات مسؤولة عن لزوجة وملمس اللعاب الاصطناعي، مما يُمكّنه من الالتصاق بأنسجة الفم وتوفير طبقة واقية ومرطبة. ^{[ 9 ]} لزوجة مشتقات السليلوز أعلى من لزوجة اللعاب البشري الطبيعي. ^{[ 10 ]} تشمل مشتقات السليلوز ما يلي:

• كربوكسي ميثيل السليلوز
• هيدروكسي إيثيل السليلوز
• هيدروكسي بروبيل ميثيل سلولوز

الميوسين هو بروتين سكري شائع في اللعاب الطبيعي، ويمكن للميوسين المُصنّع مخبرياً أن يُحاكي خصائص اللعاب الطبيعي بدقة من خلال تكوين طبقة واقية ومرطبة على أسطح الفم. ^{[ 11 ]} يتميز الميوسين بقدرة امتصاص أعلى مقارنةً بالتركيبات القائمة على كربوكسي ميثيل السليلوز، مما يُحسّن الترطيب. وقد أشارت التجارب السريرية إلى تفضيل المستخدمين لبدائل اللعاب التي تحتوي على الميوسين مقارنةً بتلك المُصنّعة من كربوكسي ميثيل السليلوز. ^{[ 12 ]}

الجلسرين مادة دهنية عديمة اللون والرائحة، ويمكنه تغطية أسطح الفم. يساعد على ترطيب وتليين تجويف الفم، مما يخفف من الانزعاج المصاحب لجفاف الفم. ^{[ 13 ]} الجلسرين سائل نيوتوني ذو لزوجة أعلى من اللعاب البشري الطبيعي. ^{[ 10 ]}

تحاكي الإنزيمات الموجودة في اللعاب الاصطناعي وظائف اللعاب الطبيعي المضادة للميكروبات والهضمية، وذلك بالمساهمة في تكسير جزيئات الطعام وتثبيط نمو البكتيريا الضارة، مما يحسن صحة الفم ويساعد في عملية الهضم. ^{[ 10 ]} تشمل هذه الإنزيمات:

• الليزوزيم
• اللاكتوفيرين
• بيروكسيداز

تساهم المعادن في سلامة الأسنان وتؤدي وظيفة وقائية في بيئة الفم. وتساعد المعادن في عملية إعادة التمعدن ، التي تُرمم مينا الأسنان التي قد تكون فقدت معادنها نتيجةً لحالات فموية مختلفة أو بيئات حمضية. على سبيل المثال، يُشكل الفلورايد فلوراباتيت ، وهو مركب أكثر مقاومة للتسوس من هيدروكسي أباتيت الأصلي لمينا الأسنان. ^{[ 14 ]} تشمل المعادن ما يلي:

• الكالسيوم
• فوسفات
• فلوريد

تحافظ المواد المنظمة للحموضة في اللعاب الاصطناعي على مستويات الرقم الهيدروجيني ، مما يضمن بقاء بيئة الفم ضمن النطاق الأمثل لحماية مينا الأسنان والحفاظ على التوازن الميكروبي. ويمنع الرقم الهيدروجيني المستقر تسوس الأسنان ويحافظ على صحة الفم. تعمل هذه المواد المنظمة للحموضة على معادلة المواد الحمضية في تجويف الفم، مما يحمي مينا الأسنان والأنسجة الرخوة من التلف الناتج عن الأحماض. تشمل المواد المنظمة للحموضة ما يلي:

• فوسفات الصوديوم
• فوسفات البوتاسيوم

تعمل مُنكّهات الطعم على تحسين مذاق اللعاب الاصطناعي وزيادة تقبله. إذ تُخفي هذه المُنكّهات أي نكهات غير مستساغة موجودة في المكونات الأخرى، مما يجعل تجربة استخدام اللعاب الاصطناعي أكثر متعة. كما تُشجع مُنكّهات الطعم المستخدم على الالتزام بنظام العلاج، خاصةً عند الحاجة إلى استخدام طويل الأمد. ^{[ 4 ]} تشمل مُنكّهات الطعم ما يلي:

• إكسيليتول
• سوربيتول
• حامض الستريك

تُعد البروتينات اللعابية مثل الهيستاتين والستاثيرين والميوسين ، التي تمتلك خصائص مضادة للميكروبات ومرطبة ومعززة للتعدين الحيوي ، أهدافًا للتحسين في أبحاث اللعاب الاصطناعي نظرًا لأهميتها في الحفاظ على صحة الفم . ^{[ 10 ]}

تُنتج تقنيات الهندسة الوراثية والحمض النووي المؤتلف بروتينات لعابية مُعاد تركيبها لتحسين وظائفها البيولوجية. ^{[ 10 ]} يُعدّ تحديد سلالات الهيستاتين والستاثيرين المُعاد تركيبها أكثر شيوعًا نظرًا لصغر حجمها وبساطة تركيبها. ولذلك، تم تطوير وإنتاج مجموعة من متغيرات الهيستاتين والستاثيرين التي تتضمن تكرار نطاق البروتين النشط أو إزالة السيرين المُفسفر ، مما يُعزز النشاط المضاد للميكروبات والتعدين الحيوي للمينا. ^{[ 16 ]}

كان إنتاج الميوسينات المؤتلفة محدودًا في السابق نظرًا للتحديات التي تفرضها الطبيعة المتكررة لتسلسلات الحمض النووي الخاصة بها ، مما يؤدي غالبًا إلى إنتاج بروتينات مبتورة وغير مثالية. ^{[ 10 ]} وقد خُصصت أبحاث مكثفة لتطوير طرق مخصصة لتخليق الجينات للتغلب على هذه التحديات. واستندت هذه الطرق إلى خوارزميات إعادة ترتيب الكودونات لتقليل التكرار في تسلسلات الحمض النووي مع الحفاظ على المعلومات المهمة لتخليق البروتين المؤتلف. ^{[ 17 ]}

يُعد نظام التعبير الجيني اللاحق للبروتينات اللعابية المُعاد تركيبها مجالًا بحثيًا رئيسيًا، إذ يؤثر على أنماط الغلكزة التي تُسهم في استقرارها وخصائصها المُزلِّقة. ويُمكن تعديل جينات الغلكزة في الخلايا المُضيفة بكفاءة باستخدام تقنيات الهندسة الوراثية مثل CRISPR/Cas9 لإنتاج بروتينات لعابية ذات أنماط ظاهرية مُحددة من السكريات، مما يُعزز استقرار اللعاب الاصطناعي. ^{[ 17 ]}

يُعدّ تركيب جزيئات جديدة تحاكي البنية الكاملة أو الجزئية لبروتينات اللعاب الطبيعية جانباً أساسياً من جوانب أبحاث اللعاب الاصطناعي. ^{[ 11 ]}

تشمل الجزيئات المصنعة بالكامل باستخدام منهج الهندسة الكيميائية الميوسينات المتطابقة والثيو-موسينات، والتي تُنتج من مونومرات مُدمجة مع أحماض أمينية متماثلة وروابط غليكان مُعدلة، على التوالي. تتميز هذه النظائر البنيوية بمعدلات تحلل بيولوجي قابلة للتعديل مع الحفاظ على قدرتها على الارتباط ببروتينات اللعاب، مما يُحسّن استقرار اللعاب الاصطناعي وخصائصه المُزلّقة. ^{[ 18 ]}

تُعدّ الببتيدات فائقة الشحنة المُعاد تركيبها (SUPs) فئة أخرى من الجزيئات الجديدة التي طُوّرت باستخدام الهندسة الوراثية لمحاكاة بروتينات اللعاب . تُنتَج هذه الببتيدات من خلال بناء تسلسلات DNA جديدة تُعبّر عن وحدات متكررة تُشفّر الأحماض الأمينية جليسين (G)، وفالين (V)، وبرولين (P)، وليسين (K). تتميز هذه الفئة من الببتيدات بتفاعلها المُعزّز مع طبقات الأغشية المُكيّفة للعاب (SCFs) التي تُغطي أنسجة الفم، مما يُساعد على تحسين ترطيب الفم. ^{[ 19 ]}

تشمل الجزيئات الجديدة التي طُوّرت لمحاكاة البنى الجزئية لبروتينات اللعاب جزيئات O-جليكان مُعدّلة كيميائيًا، باستخدام طرق مثل الأكسدة المباشرة والهندسة الأيضية للجليكان. تُسهّل جزيئات O-جليكان المُعدّلة اقتران الميوسين بجزيئات أخرى في تجويف الفم لتحسين الخصائص الفيزيائية والنشاط الحيوي. ^{[ 17 ]}