Dans une étude récente publiée dans Rapports scientifiques, les chercheurs ont comparé les in vitro performances de lubrification d’une formulation lubrifiante hydrogel aqueuse brevetée à base de microgel dans sa formulation laitière et végétalienne à celle de divers substituts de salive disponibles dans le commerce, classés en « liquides », « liquides visqueux » et « gels » sur la base de la rhéologie de cisaillement et des propriétés d’extension.
La xérostomie, ou bouche sèche, caractérisée par une quantité réduite de salive, produit une friction buccale pouvant entraîner des caries dentaires, des maladies parodontales, des candidoses, des ulcères buccaux et une dysphagie. En conséquence, l’apport alimentaire est souvent réduit, conduisant à une malnutrition ayant des influences néfastes sur l’état nutritionnel et la qualité de vie.
Des alternatives à la salive sont disponibles ; cependant, ils manquent souvent de la « lubrification limite » biologique induisant une adsorption de surface, requise pour ces scénarios. In vitro, un lubrifiant aqueux colloïdal exclusif a démontré un pouvoir lubrifiant amélioré équivalent à celui de la salive humaine réelle. L’analyse comparative des lubrifiants pourrait accélérer sa transition clinique.
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont comparé les in vitro performance de lubrification orale d’une nouvelle formulation à base d’hydrogel renforcé de microgel aqueux colloïdal à base de protéines laitières ou végétaliennes par rapport à des produits disponibles dans le commerce en utilisant des mesures rhéologiques, tribologiques et d’adsorption/désorption sur des surfaces buccales sèches.
Deux formulations lubrifiantes aqueuses ont été créées à partir de lactoferrine et d’isolat de protéines de pomme de terre, donnant lieu à des microgels de différentes tailles. Une forme végétalienne du lubrifiant aqueux a été développée en utilisant divers paramètres de pH, de traitement thermique et d’homogénéisation. Des expériences de diffusion dynamique de la lumière ont été réalisées pour estimer les diamètres hydrodynamiques (dH) des microgels. La salive humaine a été obtenue auprès de volontaires sains et analysée. Les caractéristiques rhéologiques, lubrifiantes et d’adsorption de la salive humaine ont été mesurées et utilisées comme contrôles à des fins de comparaison.
Le lubrifiant laitier comprenait un microgel à base de protéine de lactoferrine thermiquement réticulé partiellement recouvert d’un hydrogel de carraghénane, tandis que le lubrifiant végétalien comprenait des hydrogels de gomme xanthane et des microgels à base de protéine de pomme de terre dans un réseau inégal. Les deux formulations aqueuses de lubrifiants préparées en laboratoire étaient viscoélastiques et de taille inférieure au micron avec une polydispersité minimale. La résistance au cisaillement des lubrifiants a été évaluée et comparée aux substituts salivaires disponibles dans le commerce afin d’évaluer leurs caractéristiques de viscosité et de les catégoriser en fonction de leurs propriétés rhéologiques.
L’équipe a réalisé des expériences de tribologie pour analyser les effets de réduction de la friction buccale à l’aide d’une mini-machine de traction standard dotée de surfaces élastomères hydrophobes lisses. Ils ont évalué le comportement de lubrification à l’aide d’une configuration tribologique avec une géométrie plaque sur plaque d’acier (diamètres 50 nm) en présence de surfaces plus physiologiquement pertinentes. Un QCM-D équipé de capteurs recouverts de PDMS a été utilisé pour évaluer la capacité à s’adsorber sur une surface sèche imitant la bouche.
Sur la base des valeurs de cisaillement, les substituts salivaires commerciaux et les lubrifiants aqueux fabriqués ont été classés en liquides avec des valeurs de cisaillement <0,1 Pa.s, liquides visqueux avec des valeurs de cisaillement comprises entre 0,1 et 1,0 Pa.s et gels avec des valeurs de cisaillement >10 Pa.s. L’équipe a évalué la capacité des lubrifiants aqueux fabriqués à minimiser la friction buccale et à préserver la cavité buccale en utilisant des surfaces sèches imitant la bouche et les a comparés aux substituts salivaires commerciaux. Ils ont évalué l’extensibilité en utilisant un seul produit pour chaque catégorie de cisaillement.
Résultats
Le lubrifiant aqueux, plus visqueux que la salive humaine, réduisait remarquablement la friction limite dans le in vitro conditions xérostomiques de 41 % à 99 %, niveaux bien supérieurs aux alternatives salivaires formulées sous forme de sprays et de liquides épaissis. Le pouvoir lubrifiant amélioré était dû à une désorption beaucoup plus faible (sept pour cent) par rapport aux substituts salivaires commerciaux (23 % à 58 %) et à une viscosité de cisaillement accrue permettant la lubrification des films fluides, des avantages par rapport aux marques commerciales.
Le pouvoir lubrifiant oral et les capacités de rétention améliorés démontrés par le lubrifiant aqueux pour le in vitro les surfaces biologiquement simulées étaient dues à une synergie optimisée entre l’hydrogel polysaccharidique à haute viscosité fournissant une lubrification hydrodynamique et le microgel à base de protéines adsorbant efficacement produisant une lubrification limite. Les résultats ont fourni la première preuve de la capacité du lubrifiant aqueux à surperformer en tant que substitut de la salive en raison de sa lubrification limite élevée et de ses qualités de désorption limitées.
L’équipe a évalué la perception sensorielle des lubrifiants fabriqués à l’aide d’échantillons présentant une hydrophobicité de surface et des forces de contact variables. Ils ont constaté que même si les surfaces lisses et texturées présentaient une hydrophobicité de surface identique, les forces et les vitesses de contact variaient, ce qui entraînait une épaisseur de film différentielle. Les liquides présentaient des courbes de friction comparables à celles des tampons, les liquides visqueux créaient des coefficients de friction plus faibles et les gels offraient des coefficients de friction plus faibles dans le régime frontalier. Les substituts laitiers et végétaliens ont considérablement réduit la friction entre les surfaces en contact.
Conclusion
Dans l’ensemble, les résultats de l’étude comparative approfondie ont montré que les formulations lubrifiantes aqueuses à base de microgels pourraient constituer un traitement potentiel contre la sécheresse buccale. La composition unique d’hydrogel diminue la friction entre les surfaces buccales déshydratées, ce qui peut aider à soulager l’inconfort. Les protéines laitières lubrifient les surfaces hydrophobes plus efficacement que les solutions commerciales remplaçant la salive, offrant une lubrification jusqu’à 99 % plus efficace et une rétention 88 % plus élevée. D’autres évaluations sensorielles et études cliniques sont nécessaires pour confirmer l’efficacité de ces formulations.
