唾液蛋白的吸附與潤滑行為研究進展

曾啟航，唐悅，周均，鄭靖，周仲榮

研究綜述

【特邀稿】

唾液蛋白的吸附與潤滑行為研究進展

曾啟航1,2，唐悅1，周均3，鄭靖1，周仲榮1

（1. 西南交通大學(xué) 摩擦學(xué)研究所，成都 610031；2. 重慶文理學(xué)院 智能制造工程學(xué)院，重慶 402160；3. 浙江省醫(yī)療器械檢驗研究院，杭州 310018）

首先針對唾液蛋白的吸附行為，介紹了唾液蛋白吸附膜的多層膜結(jié)構(gòu)，分析了唾液蛋白在牙齒表面的選擇性吸附機制，指出口腔內(nèi)的唾液蛋白通過靜電作用吸附于牙釉質(zhì)表面形成初始膜，唾液蛋白之間通過氫鍵和范德華力吸附形成外層膜，并歸納總結(jié)了唾液蛋白種類、吸附時間、基體種類和口腔環(huán)境等因素對唾液蛋白吸附與成膜行為的影響。在此基礎(chǔ)上，進一步介紹了唾液蛋白吸附膜的邊界潤滑行為，以及唾液膜成分、基體表面親疏水性和口腔環(huán)境等因素對唾液膜邊界潤滑行為的影響規(guī)律，并對唾液蛋白吸附膜潤滑性能的宏微觀測試手段進行了歸納總結(jié)。最后，分析討論了現(xiàn)階段唾液蛋白吸附行為和潤滑行為研究中存在的不足以及未來的發(fā)展趨勢。

唾液蛋白；基體；生物膜；吸附機制；潤滑行為

作為口腔化學(xué)環(huán)境中最重要的成分，唾液是一種復(fù)合的外分泌液，由口腔內(nèi)三大唾液腺（腮腺、下頜下腺、舌下腺）和小涎腺分泌[1]。唾液無色無味，pH值約為6.6~7.1，主要成分為水（98.5%~99%）、蛋白質(zhì)（0.3%）、無機物及微量元素（0.2%）等。唾液在口腔內(nèi)具有潤滑、調(diào)節(jié)口腔環(huán)境和促進消化等多種功能[2]，其中，潤滑是唾液最重要的功能。唾液中的蛋白質(zhì)可以選擇性地物理吸附于牙釉質(zhì)表面，形成一層具有多層膜結(jié)構(gòu)（Multi-layer structure）、高度水合的納米吸附膜，稱之為唾液獲得性膜（Salivary acquired pellicle）。其為口腔提供有效的邊界潤滑，從而降低牙齒磨損，減小口腔粘膜和舌頭表面的摩擦，以避免軟組織損傷[3]。

唾液吸附膜的潤滑作用對于我們?nèi)粘Ｉ钪械木捉馈l(fā)音和吞咽十分重要[4]，故一直以來有關(guān)唾液蛋白吸附和潤滑行為的研究都屬于口腔健康領(lǐng)域關(guān)注的熱點問題。早期研究中，研究人員大多從分子生物學(xué)角度出發(fā)，對唾液吸附膜中的蛋白進行定性和定量分析，試圖尋找具有代表意義的典型潤滑蛋白。隨著研究的深入，人們發(fā)現(xiàn)口腔是一個復(fù)雜的化學(xué)環(huán)境，唾液腺的分泌和唾液成分受食物攝入與人體自身內(nèi)分泌的影響，時刻處于動態(tài)變化中，故研究人員開始關(guān)注口腔環(huán)境對唾液蛋白吸附和潤滑行為的影響規(guī)律。主要涉及唾液流率、離子種類和濃度、pH值等影響因素，在此過程中，明確了唾液蛋白的靜電吸附，并提出了兩種靜電吸附機制。然而，令人遺憾的是，迄今為止關(guān)于唾液吸附膜潤滑行為的研究大多停留在考察唾液膜對吸附基體表面摩擦系數(shù)的影響，尚缺乏對其潤滑機制的深刻認識。開展唾液蛋白吸附及潤滑行為的研究，有助于探明唾液蛋白在不同吸附條件下對牙齒的降摩減磨機理，揭示人體天然唾液的生物潤滑機制，建立人體天然唾液的生物潤滑模型，最終從生物摩擦學(xué)角度對新型牙科修復(fù)材料的開發(fā)和改良提供重要的理論指導(dǎo)，并建立新一代高性能人工唾液的仿生設(shè)計準則。本文綜述了唾液蛋白吸附與潤滑的相關(guān)研究現(xiàn)狀，同時介紹了研究過程中的典型測試方法。

1 唾液蛋白吸附成膜

1.1 吸附成膜行為與機制

到目前為止，已經(jīng)鑒定出的唾液蛋白高達1166種[11]，其分子質(zhì)量主要分布于“小于29 KD”、“40~ 60 KD”和“大于60 KD”三個區(qū)域，如圖1所示。然而，只有少部分蛋白參與到口腔表面唾液吸附膜的形成當(dāng)中。唾液膜的蛋白質(zhì)主要包括組氨素、粘蛋白、乳鐵蛋白、富脯蛋白、富組蛋白、富酪蛋白、富半胱蛋白、唾液淀粉酶、溶菌酶、唾液過氧化物酶等[12-15]。這些選擇性吸附的蛋白質(zhì)在牙釉質(zhì)表面表現(xiàn)出自組裝行為，分子質(zhì)量較小的蛋白質(zhì)快速吸附形成一層（類）單分子層，隨后分子質(zhì)量較大的蛋白質(zhì)在其表面繼續(xù)緩慢吸附。如圖2所示，唾液膜內(nèi)層（紫色部分）均勻致密，稱為初始膜，其上分布著許多類球型的凸起（藍色部分），稱為外層膜，二者共同構(gòu)成了唾液膜的多層膜結(jié)構(gòu)[15-16]。

圖1 人全唾液的凝膠電泳蛋白圖譜

生物膜主要通過靜電作用、疏水作用、氫鍵和范德華力四種作用吸附于基體表面，其中氫鍵和范德華力遠弱于靜電作用和疏水作用。唾液吸附膜的內(nèi)層膜與外層膜的結(jié)構(gòu)和成膜速率均存在較大差異，這源于其不同的吸附機制。

Hanning等人[17]利用透射電鏡觀察了唾液蛋白在口腔不同部位的吸附成膜行為，發(fā)現(xiàn)內(nèi)層膜與牙釉質(zhì)之間的結(jié)合強度很高，是一層致密的帶電層。Zhang等人[18]測試了唾液蛋白吸附前后牙釉質(zhì)表面的Zeta電位值，結(jié)果顯示，吸附唾液蛋白后，牙釉質(zhì)表面的電負性顯著下降?？梢姡僖旱鞍自谘烙再|(zhì)表面的吸附存在靜電作用。然而，其靜電吸附模式仍存在一定爭議。部分研究人員認為唾液蛋白與牙釉質(zhì)之間的靜電作用取決于牙釉質(zhì)表面的等電點和唾液蛋白的帶電特性?；w等電點越低，對帶正電（負電）的唾液蛋白靜電吸引（排斥）作用越強[19-20]。另外，有人提出牙釉質(zhì)主要成分為羥基磷灰石[Ca5(PO4)3(OH)]，在溶液中時，其表面會釋放出一定數(shù)量的鈣離子，故而唾液蛋白上帶負電的氨基酸側(cè)鏈與牙釉質(zhì)表面的鈣離子會發(fā)生螯合[18,21-22]。由于唾液蛋白表面存在少量非極性的疏水端，Harvey等人[23]認為唾液蛋白的吸附可能存在疏水作用。然而，口腔粘膜與牙齒均是親水表面[13,18]，唾液蛋白在口腔天然表面的吸附不存在疏水作用[24]。隨著唾液蛋白在內(nèi)層膜表面的吸附，唾液膜表面的潤濕性無顯著性變化[18]，這意味著唾液膜蛋白與蛋白之間的吸附也不存在疏水作用。因此，疏水作用可能存在于唾液蛋白在某些疏水義齒材料表面的吸附過程中[23]。此外，唾液蛋白上的親水氨基酸側(cè)鏈可以通過氫鍵相互連接，且蛋白質(zhì)分子之間還存在范德華力[18]。也就是說，在口腔內(nèi)，唾液蛋白可以通過靜電作用吸附于牙釉質(zhì)表面，而唾液蛋白之間則主要依靠氫鍵和范德華力吸附在一起。

圖2 牙釉質(zhì)表面唾液吸附30 min后形成的唾液吸附膜形貌

1.2 吸附行為的影響因素

1）蛋白質(zhì)種類。由于不同唾液蛋白的分子質(zhì)量和蛋白構(gòu)象不同，其所表現(xiàn)出的吸附行為也具有較大差異。組氨素、富酪蛋白和富脯蛋白質(zhì)與牙釉質(zhì)之間具有很強的親和力，吸附速度快、結(jié)合緊密，與內(nèi)層膜的形成有關(guān)[14]。腮腺主要由漿液腺泡構(gòu)成，其分泌物幾乎不含粘蛋白。Ash等人[25]對腮腺唾液和全唾液在羥基磷灰石表面的成膜性能進行了表征，研究發(fā)現(xiàn)，羥基磷灰石吸附腮腺唾液后，其表面只生成一層致密的初始內(nèi)層膜，而經(jīng)過長時間緩慢吸附全唾液的羥基磷灰石表面，可以形成具有多層膜結(jié)構(gòu)的唾液膜，這意味著粘蛋白是構(gòu)成外層膜的重要成分。

2）吸附時間。唾液蛋白的吸附成膜具有時變特性。Hanning等人[17]發(fā)現(xiàn)僅僅吸附1 min就可以在牙釉質(zhì)表面發(fā)現(xiàn)唾液膜的存在。Sonju和Rolla[26]通過分析牙釉質(zhì)表面吸附的氨基酸數(shù)量來間接記錄唾液蛋白的吸附，結(jié)果顯示，經(jīng)過90 min的吸附，唾液蛋白氨基酸數(shù)量在牙釉質(zhì)表面達到飽和。Zhang等人[15]利用納米形貌分析手段觀測了初始膜和外層膜的成膜過程，研究發(fā)現(xiàn)唾液膜的初始膜會在1 min內(nèi)形成，而外層膜則隨著時間的增加，緩慢變厚。一般認為唾液蛋白的吸附會在2 h之內(nèi)達到穩(wěn)定，且穩(wěn)態(tài)唾液膜的厚度約為30~100 nm[27]。

3）基體種類?；w是影響唾液蛋白吸附行為的重要客觀因素，相關(guān)研究主要集中于新型牙科修復(fù)材料領(lǐng)域。為了提高義齒的使用壽命，研究者們不僅需要關(guān)注材料本身的力學(xué)性能，還要考慮唾液蛋白在其表面的吸附性能。Barrantes等人[19]利用耗散型石英微晶體天平（QCM-D）研究了唾液蛋白在氧化鋯、二氧化鈦、金、羥基磷灰石和二氧化硅表面的吸附動力學(xué)，并通過疏水化處理手段探究了表面親疏水性對蛋白吸附的影響。研究結(jié)果顯示，唾液蛋白在氧化鋯和二氧化鈦表面的吸附性能最好，且相對于親水性表面，疏水性表面更利于唾液蛋白的成膜。王兆本等 人[28]對比了唾液蛋白在天然牙、樹脂和兩種牙科陶瓷材料表面的吸附成膜性能，研究發(fā)現(xiàn)，所有樣品表面都可以形成唾液吸附膜，但不同唾液膜的粘附強度存在較大差異。其中樹脂表面唾液膜的粘附強度最低，而牙科陶瓷表面最大，接近于天然牙表面唾液膜。

4）口腔環(huán)境因素。受攝入食物和自身生理狀況影響，唾液的分泌與口腔中的化學(xué)成分是動態(tài)變化的。Zeng等人[29]研究了不同流率下唾液蛋白在牙齒表面的吸附行為，結(jié)果顯示，增大流率可以加速形成具有穩(wěn)定多層膜結(jié)構(gòu)的唾液膜。電解質(zhì)濃度對唾液吸附膜的結(jié)構(gòu)和性能有顯著影響。當(dāng)唾液中的鈉離子濃度降低時，唾液膜會發(fā)生吸水溶脹現(xiàn)象，更容易被沖走[30]；而增強唾液中的鈣離子濃度，可以提高唾液蛋白的吸附性能，唾液吸附膜的厚度和粘彈性均有所增強[31]。酒精飲料中的乙醇分子會導(dǎo)致唾液蛋白變性，與牙釉質(zhì)之間的靜電結(jié)合增強，無法自組裝形成有序多層膜結(jié)構(gòu)[32]。酸性物質(zhì)的攝入會顯著降低口腔內(nèi)pH值，當(dāng)pH值小于4.5時，唾液膜的多層膜結(jié)構(gòu)坍塌，唾液蛋白吸附成膜性能遭到嚴重破壞[33]。此外，許多食物中都含有多酚類物質(zhì)，常見的多酚有單寧酸、兒茶素等，多酚會與唾液蛋白結(jié)合生成多酚-蛋白復(fù)合物，在牙釉質(zhì)表面形成許多不規(guī)則團聚[34]。

2 唾液吸附膜的潤滑

2.1 潤滑行為與影響因素

唾液吸附膜由唾液蛋白選擇性吸附而成，可以為口腔提供有效潤滑，防止牙齒過度摩擦磨損。唾液膜的潤滑模式與口腔內(nèi)的實際工況密切相關(guān)。根據(jù)文獻報道，上下對頜牙的滑動距離約為0.9~1.2 mm[35]，咀嚼頻率為1~2 Hz[36]，咀嚼應(yīng)力為0.45~2.5 GPa[37]，上下對頜牙的相對運動速度為0.9~2.4 mm/s。在這種工況下，以摩擦系數(shù)為縱坐標，并以“（唾液黏度×滑動速度）/載荷”為橫坐標，繪制斯特里貝克曲線（Stribeck Curve），可以發(fā)現(xiàn)，該曲線處于邊界潤滑的范圍內(nèi)（見圖3）[38]。邊界潤滑（Boundary Lubri-cation）是指在摩擦表面形成一層與潤滑劑性質(zhì)不同的邊界膜，其膜厚一般為1個或2個分子層。由于摩擦表面間緊密靠近，微凸體可能發(fā)生接觸。在這種情況下，一般不考慮流體動壓作用及潤滑劑黏度的影響，兩接觸表面的摩擦學(xué)性質(zhì)取決于邊界膜的性質(zhì)[38]。

圖3 典型生物潤滑的Stribeck曲線

唾液吸附膜的邊界潤滑作用對于咀嚼、發(fā)音、吞咽等口腔生理功能十分關(guān)鍵，其潤滑效果主要受以下因素影響：

1）唾液膜成分。唾液膜中的水分十分重要，水合唾液膜的摩擦系數(shù)為0.025，一旦唾液吸附膜內(nèi)的蛋白失水，兩摩擦表面之間會發(fā)生粘著，干唾液膜的摩擦系數(shù)為2.5，比前者高2個數(shù)量級[39]。不同蛋白質(zhì)表現(xiàn)出的潤滑能力也不同，Berg等人[40]對比了粘蛋白、富脯蛋白和富酪蛋白在硅表面的潤滑能力，發(fā)現(xiàn)潤滑性能最好的是富脯蛋白，其次是粘蛋白，最后是富組蛋白。上述研究探討了單一蛋白質(zhì)的潤滑能力。Feiler等人[41]將小牛血清蛋白添加至已經(jīng)形成的粘蛋白層上，發(fā)現(xiàn)二者可以有效結(jié)合，形成一層更厚的類膠體膜，并首次提出蛋白之間可能存在耦合潤滑。根據(jù)這種現(xiàn)象，Yakubov等人[13]將全唾液蛋白按照分子質(zhì)量大小分為多段，并分別研究了各段蛋白的潤滑能力。結(jié)果顯示，粘蛋白和G富脯蛋白混合物的潤滑性能最好。此外，唾液中蛋白的濃度會影響蛋白的吸附動力學(xué)和膜厚，從而改變唾液吸附膜的潤滑性能。唾液中蛋白濃度越高，基體表面生成的唾液吸附膜越厚，兩摩擦面之間的剪切率和剪切應(yīng)力則相應(yīng)降低，從而摩擦系數(shù)也隨之下降[4]。

2）基體表面親疏水性。Harvey等人[23]發(fā)現(xiàn)富酪蛋白在親水表面上表現(xiàn)出的潤滑性能遠強于疏水表面。他們認為這是由于富酪蛋白在不同表面的吸附行為不同造成的。蛋白質(zhì)分子的氨基酸側(cè)鏈上存在疏水基團和帶電基團，在親水表面，蛋白質(zhì)分子主要通過靜電作用-疏水作用-靜電作用交替吸附，而在疏水表面則主要通過疏水作用-靜電作用-疏水作用交替吸附，如圖4所示。由于疏水作用強于靜電作用，故在受到外部剪切力時，疏水表面最外部的富酪蛋白層更容易被去除，導(dǎo)致潤滑能力下降。

圖4 富酪蛋白在不同表面的吸附

3）口腔環(huán)境?？谇皇且粋€復(fù)雜的化學(xué)環(huán)境，如前所述，降低唾液中鈉鹽的濃度，會使得吸附在基體上的唾液蛋白溶脹，從而導(dǎo)致唾液膜結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。在低載下（<0.5 N），唾液膜的這種變化對其潤滑性能影響很小；而在高載下，唾液膜的潤滑性能發(fā)生顯著變化，并負相關(guān)于鈉鹽的濃度[42]。適度提高唾液中的鈣離子含量，可以促進唾液蛋白團聚，增大牙齒表面唾液蛋白吸附膜的厚度、粘彈性和承載能力，從而提高唾液膜的潤滑性能[43]。乙醇和酸性介質(zhì)均會導(dǎo)致唾液蛋白變性，唾液吸附膜結(jié)構(gòu)遭到破壞，潤滑性能被削弱[33]。多酚類物質(zhì)會使得口腔上皮細胞產(chǎn)生一種收縮起皺的觸覺，也被稱為收斂性或澀感。這是由于多酚與唾液蛋白結(jié)合生成的多酚-蛋白復(fù)合物增大了口腔表面的摩擦系數(shù)。因此，唾液膜吸附面摩擦系數(shù)的變化也常用于定量表征澀感程度[33,44]。

雖然唾液吸附膜的潤滑行為在過去的20年中受到了廣泛的關(guān)注，但大多數(shù)研究仍然停留在唾液膜對吸附基體表面摩擦系數(shù)的影響，對其潤滑機制的解釋也主要參考其他水合層或聚合物層的“刷子”潤滑模型[45]?！八⒆印蹦Ｐ驼J為吸附到基體表面的蛋白質(zhì)或生物聚合物具有“刷子”形狀（brush type），這種結(jié)構(gòu)的表面電荷密度高，當(dāng)兩摩擦表面的“刷子”結(jié)構(gòu)相互靠近時，會通過靜電排斥作用阻止兩表面接觸，起到潤滑作用（如圖5所示）。然而，口腔內(nèi)唾液蛋白的吸附成膜不僅有靜電作用參與，還包含氫鍵和范德華力，“刷子”模型顯然無法完全適用于唾液吸附膜潤滑機制的解釋?？偨Y(jié)上述文獻可以發(fā)現(xiàn)，唾液吸附膜的潤滑行為與其結(jié)構(gòu)息息相關(guān)。Macakova等人[42]發(fā)現(xiàn)降低唾液中的鈉鹽含量，唾液膜表面的粘蛋白層會吸水溶脹，更容易被緩沖液沖走，只留下底部吸附較強的內(nèi)層膜。在此過程中，唾液膜的潤滑能力顯著下降，因此他們提出了一種基于唾液膜多層膜結(jié)構(gòu)的假設(shè)潤滑模型，如圖6所示。該模型認為唾液膜的內(nèi)層膜在潤滑中充當(dāng)鉚接層，起到連接基體與外層膜的作用，而水合程度高、富含糖基化粘蛋白的外層膜則充當(dāng)潤滑層。

圖5 刷子模型

圖6 鈉離子濃度對唾液蛋白吸附與潤滑性能的影響與唾液吸附膜假設(shè)潤滑模型

2.2 潤滑性能的測試方法

2.2.1 宏觀測試

大部分唾液膜潤滑性能的宏觀測試都是通過 球-盤式摩擦試驗機實現(xiàn)的，如圖7a所示[39,42,46-47]。試驗中用到的球/盤均由表面親水的聚二甲基硅氧烷（PDMS）制備所得，用以模擬口腔粘膜。由于PDMS的彈性模量很小，使得測試過程中的接觸應(yīng)力始終保持很低水平，不會影響唾液的流變學(xué)特性，故該裝置不僅可以測試唾液吸附膜的邊界潤滑性能，還可以通過增大試驗機轉(zhuǎn)速觀察唾液處于混合潤滑和流體潤滑時的潤滑特性。Prinz等人[48]設(shè)計了一種軸-桿式摩擦試驗機來測試唾液的潤滑性能，如圖7b所示。將豬食管和豬舌頭分別固定于該裝置的旋轉(zhuǎn)軸和水平桿上，以特定的法向力使二者接觸，就可以從水平桿遠端傳感器輸出摩擦系數(shù)。

圖7 宏觀摩擦試驗機

2.2.2 微觀測試

近年來研究者們主要選用納米劃痕儀[15,29,32,43]和原子力顯微鏡（AFM）[40,49-50]來表征微觀尺度下唾液吸附膜的潤滑性能。其中納米劃痕儀的最大法向力輸出高達500 mN，主要用于測試牙齒表面唾液膜的減摩性能和抗磨損性能，而AFM能夠?qū)崿F(xiàn)納牛級別的側(cè)向力輸出，主要用于測試唾液膜的減摩性能。二者對基體表面的平整度都有很高要求。納米劃痕測試操作簡單，在設(shè)定好參數(shù)后，可以直接進行液態(tài)下的劃痕試驗。AFM精度高，靈敏度大，然而其針尖在唾液環(huán)境中易受蛋白吸附的干擾，故采用AFM測試唾液吸附膜潤滑性能時需要將原始唾液進行稀釋。此外，AFM測試還需要對針尖進行準確的法向標定和側(cè)向標定，詳細標定方法見參考文獻[51-52]。

3 結(jié)語

唾液是一種天然的生物潤滑劑，對于口腔維持日常生理功能至關(guān)重要。唾液的潤滑作用依賴于唾液蛋白在口腔表面的吸附成膜，因此，唾液蛋白在不同基體表面的吸附行為和唾液吸附膜的潤滑行為受到了廣泛關(guān)注。迄今為止，國內(nèi)外研究人員做了大量工作，取得了很多研究成果。然而，受限于研究手段和認識深度，現(xiàn)有研究還存在一定的局限性。

口腔環(huán)境等對蛋白質(zhì)的成膜和潤滑特性具有極大的影響?？谇痪哂蟹浅?fù)雜的物理化學(xué)環(huán)境，其中，口腔溫度是一個重要因素，會隨食物攝入的不同而發(fā)生變化，然而，現(xiàn)有研究很少涉及溫度對唾液蛋白成膜和潤滑的影響。鑒于溫度對蛋白質(zhì)的特性有很大影響，因此，非常有必要進一步探究典型口腔環(huán)境因素對唾液蛋白吸附與潤滑行為的影響機制，尤其是溫度的影響。此外，大部分研究只關(guān)注單一因素的影響，與口腔真實環(huán)境相差較大，目前尚缺乏對多因素耦合作用下唾液蛋白吸附和潤滑行為的探討。雖然Yakubov等人分析了不同唾液蛋白之間的協(xié)同潤滑作用，但唾液蛋白種類和濃度的選取隨機性較大，無法對其進行定向調(diào)控。因此，研究多種可控變量下唾液蛋白的吸附與潤滑行為也是該方向的發(fā)展趨勢。

受試驗條件所限，唾液吸附膜在口腔內(nèi)的潤滑性能很難原位測試，現(xiàn)有研究基本選擇體外測試。其中，大多數(shù)宏觀和微觀研究主要關(guān)注唾液吸附膜對口腔粘膜表面的減摩效果，只有部分基于納米劃痕測試的研究分析了唾液吸附膜對牙齒的降磨作用，現(xiàn)階段缺乏唾液吸附膜潤滑行為的全面系統(tǒng)分析，唾液膜潤滑機制的解釋尚不完善。此外，所有的測試工況都只是簡單的轉(zhuǎn)動或者滑動，即使有研究者選用口腔生物組織作為體外試驗?zāi)Σ粮?，其工作模式也迥異于口腔?nèi)的實際情況，相關(guān)測試手段仍需進一步改良。目前，多篇文獻表明唾液吸附膜的多層膜結(jié)構(gòu)是其擁有優(yōu)異潤滑性能的關(guān)鍵，以此為突破點，研究唾液膜結(jié)構(gòu)與潤滑性能的相關(guān)性，是未來揭示唾液潤滑機制的重要手段。

另外，現(xiàn)有唾液蛋白吸附與潤滑行為研究的唾液樣品主要來自于健康人群。盡管已有文獻報道可以通過檢測唾液中某特定成分來診斷疾病，但是，生理或病理因素對唾液蛋白吸附和潤滑性能的影響研究卻鮮有報道。實際上，身體機能下降的老年人或經(jīng)歷放射性治療的癌癥患者的唾液分泌迥異于常人。因此，非常有必要探究唾液蛋白吸附與潤滑性能和人體生理/病理狀況之間的潛在映射關(guān)系，探索建立醫(yī)學(xué)無損檢測的新方法。

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Research Advance in Adsorption and Lubrication Behaviors of Salivary Proteins

1,2,1,3,1,1

(1.Tribology Research Institute, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China; 2.School of Intelligent Manufacturing Engineering, Chongqing University of Arts and Sciences, Chongqing 402160, China; 3.Zhejiang Institute for the Control of Medical Device, Hangzhou 310018, China)

First, in allusion to the adsorption behavior of salivary protein, this paper introduced the multi-layer structure of salivary pellicle and analyzed the selective adsorption mechanism of salivary protein on the tooth surface. It was pointed out that the intraoral salivary proteins can be adsorbed on the tooth surface by electrostatic interaction to form the initial inner layer upon which the outer layer is formed by hydrogen bonds and van der Waals forces among proteins. And then the main influencing factors of the adsorption and film-forming behavior of salivary proteins were illustrated, including protein type, adsorption time, substrate type and oral environment factors. On this basis, the boundary lubrication behavior of the salivary pellicle, as well as the influence of the salivary pellicle composition, the surface hydrophobicity/hydrophilicity and the oral environment on this boundary lubrication were introduced. Also, the macroscopic/microscopic testing methods of the lubrication performance of salivary pellicle were summarized. Finally, the shortcomings and future development trends of the adsorption behavior and lubrication behavior research of saliva proteins were discussed.

salivary protein; substrate; biofilm; adsorption mechanism; lubrication behavior

2019-10-12；

2019-12-11

ZENG Qi-hang (1992—), Male, Ph. D., Research focus: biotribology and bionic tribology.

鄭靖（1974—），女，博士，研究員，主要研究方向為生物與仿生摩擦學(xué)。郵箱：jzheng168@swjtu.edu.cn

Corresponding author：ZHENG Jing (1974—), Female, Ph. D., Researcher, Research focus: biotribology and bionic tribology. E-mail: jzheng168@home.swjtu.edu.cn

曾啟航, 唐悅, 周均, 等. 唾液蛋白的吸附與潤滑行為研究進展[J]. 表面技術(shù), 2020, 49(6): 85-91.

TH117.1

A

1001-3660(2020)06-0085-07

10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2020.06.010

2019-10-12；

2019-12-11

國家自然科學(xué)基金項目（51675449，51535010）

Fund：Supported by National Natural Science Foundation of China (51675449, 51535010)

曾啟航（1992—），男，博士，主要研究方向為生物摩擦學(xué)。

ZENG Qi-hang, TANG Yue, ZHOU Jun, et al. Research advance in adsorption and lubrication behaviors of salivary proteins[J]. Surface technology, 2020, 49(6): 85-91.