Гель-слина в роті: новий полімер «крапля за краплею» зволожує рот під час ксеростомії

Команда з Університету Пердью представила перезаряджуваний «гель слини» на основі полімеру PHEMA (полі(гідроксиетилметакрилату)). Він поглинає штучну слину, а потім виділяє її безпосередньо в роті протягом кількох годин – приблизно з тією ж швидкістю, що й натуральна слина у стані спокою. У тестах гель набухав приблизно на 400% за 6 годин, вивільняв майже весь свій запас за 4 години при 37 °C, зберігав близько 97% ефективності та працював щонайменше 5 циклів «заряд-розряд». У клітинних культурах не було виявлено жодної токсичності для слизової оболонки. Ідея спрямована на пацієнтів з ксеростомією (сухістю в роті) після променевої терапії, гемодіалізу та інших станів. Робота була опублікована в ACS Applied Polymer Materials.

Передісторія

Ксеростомія – це суб’єктивне відчуття сухості в роті; часто поєднується з об’єктивною гіпосалівацією (зниженим слиновиділенням). Нормальна нестимульована швидкість потоку слини у здорових людей становить ~0,3–0,4 мл/хв, а ≤0,1 мл/хв вказує на гіпосалівацію; слинні залози виділяють 0,5–1,5 л слини на добу. Дефіцит слини призводить до карієсу, кандидозу, порушень смаку, мовлення та ковтання, болю та поганого сну.

• Наскільки поширене це захворювання і у кого воно зустрічається частіше? У загальній популяції оцінки сильно різняться (через різні методи), але ксеростомія є поширеним симптомом у людей похилого віку. Особливо вразливими є пацієнти після променевої терапії голови та шиї (до ~80% відчувають сильну сухість під час лікування, у багатьох вона зберігається місяцями та роками), люди із синдромом Шегрена, люди, які отримують поліпрагмазію (антихолінергічні/психотропні препарати), хворі на діабет та ті, хто перебуває на гемодіалізі.
• Чому «спреї» та полоскання не допомагають надовго. Більшість замінників слини швидко змиваються та забезпечують короткочасне полегшення. Лікарські сіалогоги (пілокарпін, цевімелін) ефективні не для всіх і мають побічні ефекти; нейростимулятори та регенеративні підходи все ще обмежені доступністю/даними. Звідси й попит на локальні резервуари вологи, які можуть підтримувати комфорт протягом кількох годин, дозуючи виділення рідини «як природної слини».
• Яка потрібна «цільова доставка». У здорової людини нестимульований потік слини знаходиться саме в районі 0,3-0,4 мл/хв; прагнення наблизити швидкість вивільнення до цих значень робить допомогу природною за відчуттями (без «залпів» та пересушування).
• Чому було обрано PHEMA. Полі(гідроксиетилметакрилат) – це класичний гідрогель з багатьма –ОН групами, біосумісний і давно використовується в м’яких контактних лінзах (тобто постійно контактує з чутливими слизовими оболонками). Він поглинає воду/розчини, утримує їх за допомогою водневих зв’язків і може повільно вивільняти вміст – властивості, які ідеально підходять для ролі «резервуара слини».
• Як це вписується в сучасну практику? Сьогодні арсенал включає гігієнічні заходи, часте «доливання» замінниками слини, стимуляцію жувальною гумкою/кислотою, пілокарпіном/цевімеліном за умови збереження функції залоз, профілактику карієсу та грибкових інфекцій. Акумуляторний оральний гідрогель логічно доповнює цю лінійку як місцевий засіб тривалої дії, особливо для пацієнтів з пострадіаційною гіпосалівацією, нічною сухістю або з тривалими навантаженнями (подорожі, лекції, зміни).

Що вони придумали?

Зробіть м’який гідрогелевий резервуар, який пацієнт розміщує в ротовій порожнині (наприклад, біля щоки):

1. заздалегідь «зарядити» його штучною слиною;
2. дайте йому повільно вивільняти рідину, підтримуючи комфортну вологість та змащення.
   Матеріал - PHEMA: гідрофільний полімер з багатьма -OH групами, добре «дружить» з водою, утворює еластичну сітку та утримує рідину завдяки водневим зв'язкам.

Як це працює

• Плівка PHEMA поглинає штучну слину та перетворюється на гідрогель.
• У роті (≈37 °C) гель поступово «стискається» та вивільняє свій запас. Спочатку вивільнення відбувається швидше (автори оцінюють ~0,3 мл/хв), потім воно вирівнюється; цільовий коридор для комфорту становить 0,3–0,7 мл/хв (це приблизно швидкість нестимульованого слиновиділення у здорових людей).

Що вимірювали?

• Набухання: до ≈400% від початкового об'єму за 6 годин.
• Відновлення: Майже весь розчин випаровується протягом ≈4 годин при 37°C; стабільність ≈97% протягом 5 послідовних циклів.
• Повторне використання: гель ретельно «перезарядили» і знову отримали порівнянну динаміку.
• Біосумісність: Кондиціоноване середовище гелю не пригнічувало ріст кератиноцитів ротової порожнини; значної цитотоксичності не виявлено.
• Механіка: гель набагато м'якший за щоку (модуль Юнга становить сотні кПа порівняно з мегапаскалями для слизової оболонки) – важлива підказка для подальшого регулювання жорсткості та комфорту.

Чому це необхідно?

Ксеростомія (10–30% дорослих, частіше зустрічається у людей похилого віку; часто після променевої терапії голови та шиї, хіміотерапії, гемодіалізу) погіршує мовлення, ковтання, гігієну порожнини рота та збільшує ризик інфекцій. Сучасні рішення — спреї/ополіскувачі, стимулятори жування, нейростимулятори, системні препарати — або забезпечують короткочасний ефект, або є інвазивними/дорогими. Гідрогелевий резервуар обіцяє кілька годин безперервного зволоження без частого «пихання-пихання».

Чим це відрізняється від звичайної «штучної слини»

Класичні замінники швидко змиваються. Тут матеріал дозує вихід рідини та заряджається, що потенційно спрощує щоденне використання (наприклад, під час тривалих занять, поїздок, сну).

Що далі?

Поки що всі випробування проводяться в лабораторії. Автори прямо пишуть, що попереду реалістичні випробування в роті: з мікробіотою, перепадами температури та pH, тертям, розмовами/їжею, з оцінкою форм-фактора (розмір, фіксація, комфорт), безпеки та терміну служби. Паралельно необхідно зрозуміти, який склад штучної слини є оптимальним, і чи змінює гель смакове сприйняття/дикцію.

Обмеження

• Не клініка. Поки що не було доведено ні ефективності, ні зручності для людей.
• Механіка та ергономіка. Гель помітно м'якший за тканини — зручний, але може деформуватися; необхідна геометрія/тримач ще підбирається.
• Гігієна та обслуговування: Повторне використання вимагає чіткого режиму очищення/заміни, щоб уникнути утворення біоплівки.

Джерело: Дебнат С. та ін. Полі(гідроксиетилметакрилатний) слиноподібний гель: розчин на основі полімерів для лікування ксеростомії, ACS Applied Polymer Materials, онлайн 17 липня 2025 р. DOI: 10.1021/acsapm.5c00881