通(tong)過(guo)3D打印制(zhi)備(bei)模(mo)擬(ni)人舌(she)基(ji)底(di)應(ying)用於口腔(qiang)軟摩(mo)擦(ca)研究(jiu)

浙(zhe)江(jiang)工(gong)商大(da)學食(shi)品與(yu)生物工(gong)程(cheng)學(xue)院(yuan)陳建設教(jiao)授課題(ti)組設計並(bing)制(zhi)作了(le)兼備(bei)人(ren)舌(she)表面(mian)微(wei)結構(gou)與(yu)化學(xue)性質的柔(rou)性仿生人舌(she)基(ji)底(di)應(ying)用於口腔(qiang)軟摩(mo)擦(ca)研究(jiu)，相(xiang)關研究(jiu)成果在(zai)口腔(qiang)軟摩(mo)擦(ca)的體(ti)外模(mo)擬(ni)測試研究(jiu)中具有重要(yao)的應(ying)用前(qian)景。該(gai)成果以(yi)“Development of a simulated tongue substrate for in vitro soft “oral" tribology study"為題(ti)發表於《Food Hydrocolloids》期(qi)刊。

盡(jin)管近年(nian)來在(zai)將(jiang)摩(mo)擦(ca)學(xue)裝置(zhi)應(ying)用於口腔(qiang)摩(mo)擦(ca)學(xue)方面(mian)的研究(jiu)取(qu)得(de)了很大進(jin)展，但目(mu)前廣泛應(ying)用的體(ti)外口腔(qiang)摩(mo)擦(ca)學(xue)測試技術(shu)常使(shi)用具有光(guang)滑表面(mian)的金屬與(yu)彈(dan)性體，對(dui)真(zhen)實(shi)舌(she)面的復(fu)雜(za)特征(zheng)及其物理(li)性能(neng)的模(mo)擬(ni)仍不*。哺(bu)乳動(dong)物舌(she)表面(mian)有著(zhe)復(fu)雜(za)的幾何(he)結(jie)構(gou)，其粗(cu)糙(cao)度(du)通常(chang)在(zai)數(shu)百(bai)微(wei)米，主(zhu)要(yao)由富含(han)味蕾細胞(bao)的菌(jun)狀(zhuang)乳突(tu)以(yi)及底(di)部包含(han)機(ji)械感(gan)受神經末(mo)梢(shao)的絲(si)狀(zhuang)乳突(tu)隨(sui)機(ji)分(fen)布構(gou)成。人舌(she)的高變(bian)形性和復(fu)雜(za)的拓(tuo)撲(pu)結構(gou)結(jie)合(he)唾(tuo)液(ye)的潤濕，控(kong)制(zhi)著(zhe)食(shi)物/口腔(qiang)黏膜和(he)人舌(she)之間(jian)的摩(mo)擦(ca)和(he)潤滑。

研究(jiu)團隊在(zai)之(zhi)前(qian)研究(jiu)中，利用結(jie)構(gou)光(guang)學(xue)技(ji)術對於舌(she)面分(fen)區(qu)的粗(cu)糙(cao)度(du)進(jin)行人(ren)群(qun)統(tong)計(ji)，基(ji)於以(yi)上(shang)研究(jiu)背(bei)景(jing)，該(gai)團隊進(jin)壹步探究(jiu)舌(she)面(mian)乳突(tu)形貌與(yu)舌面(mian)粗(cu)糙(cao)度(du)的關系(xi)，基(ji)於此(ci)，設計模(mo)型絲狀(zhuang)乳突(tu)微(wei)結構(gou)並(bing)依(yi)據(ju)人群(qun)特(te)征(zheng)，制(zhi)作三(san)類模(mo)擬(ni)絲狀(zhuang)乳突(tu)微(wei)結構(gou)與(yu)分(fen)布的人(ren)舌(she)基(ji)底(di)。研究(jiu)團隊采用面(mian)投影(ying)微立(li)體(ti)光(guang)刻(ke)3D打印技術(nanoArch S140，摩(mo)方精密(mi))高效、精準地(di)實(shi)現了上(shang)述(shu)設計微結構(gou)的模(mo)具制(zhi)備(bei)。

圖壹模(mo)擬(ni)人舌(she)基(ji)底(di)三(san)維(wei)模(mo)型及利用PDMS澆(jiao)鑄(zhu)脫膜後(hou)的基(ji)底(di)的微(wei)結(jie)構(gou)(模(mo)具尺(chi)寸(cun)：79 mm×39 mm由三塊(kuai)25 mm×35 mm區域(yu)構(gou)成，其中T1，T2，T3區分(fen)別分(fen)布4900，3760，2600個(ge)模(mo)擬(ni)乳突(tu))

圖二(er) T3類模(mo)擬(ni)人舌(she)基(ji)底(di)的體(ti)外軟摩(mo)擦(ca)測試結果(guo)(T1,T2顯(xian)示相(xiang)同趨(qu)勢(shi))

摩(mo)擦(ca)試驗結(jie)果顯(xian)示不同黏度近(jin)黏度流(liu)體可構(gou)建完(wan)整(zheng)構(gou)建Stribeck曲(qu)線，除(chu)此(ci)之(zhi)外，利用模(mo)擬(ni)人舌(she)基(ji)底(di)測試時(shi)，邊界(jie)潤滑層(ceng)獲得(de)表觀(guan)摩(mo)擦(ca)系(xi)數值相(xiang)較(jiao)於使(shi)用光(guang)滑基(ji)底(di)出現顯(xian)著降(jiang)低(≈1)，與(yu)團隊原(yuan)位(wei)摩(mo)擦(ca)測試結果(guo)更為接(jie)近,證(zheng)明應(ying)用具備(bei)壹定人(ren)舌(she)撲拓結(jie)構(gou)的基(ji)底(di)於體(ti)外摩(mo)擦(ca)測試具有更(geng)好(hao)的模(mo)擬(ni)真(zhen)實(shi)口腔(qiang)軟摩(mo)擦(ca)行為的潛(qian)力(li)。

該(gai)工(gong)作得(de)到(dao)國家(jia)自然科(ke)學基(ji)金面上(shang)項(xiang)目(mu)、國家(jia)自然科(ke)學基(ji)金青年(nian)科學(xue)基(ji)金的支持(chi)。