浙江工商大(da)學：通(tong)過(guo)3D打(da)印制備模(mo)擬(ni)人舌基(ji)底應(ying)用(yong)於口腔軟摩擦研究(jiu)

浙江工商大(da)學食品(pin)與(yu)生(sheng)物工程(cheng)學(xue)院(yuan)陳(chen)建設(she)教授課題(ti)組(zu)設(she)計並制(zhi)作(zuo)了兼(jian)備人舌表(biao)面(mian)微結(jie)構與(yu)化(hua)學(xue)性(xing)質的(de)柔性(xing)仿(fang)生(sheng)人舌基(ji)底應(ying)用(yong)於口腔軟摩擦研究(jiu)，相關研究(jiu)成(cheng)果(guo)在口腔軟摩擦的(de)體外(wai)模(mo)擬(ni)測試(shi)研究(jiu)中(zhong)具有重(zhong)要(yao)的(de)應(ying)用(yong)前景。該成(cheng)果(guo)以(yi)“Development of a simulated tongue substrate for in vitro soft “oral" tribology study"為(wei)題(ti)發(fa)表(biao)於(yu)《Food Hydrocolloids》期刊(kan)。

盡(jin)管(guan)近年(nian)來(lai)在將(jiang)摩擦學(xue)裝(zhuang)置(zhi)應(ying)用(yong)於口腔摩擦學(xue)方(fang)面(mian)的(de)研究(jiu)取(qu)得(de)了很(hen)大(da)進展，但(dan)目(mu)前廣泛(fan)應(ying)用(yong)的(de)體外(wai)口腔摩擦學(xue)測試(shi)技(ji)術(shu)常(chang)使(shi)用具(ju)有光(guang)滑表(biao)面(mian)的(de)金屬與(yu)彈(dan)性(xing)體(ti)，對真實舌面(mian)的(de)復雜(za)特征及(ji)其物理(li)性(xing)能的(de)模(mo)擬(ni)仍(reng)不(bu)*。哺(bu)乳(ru)動物舌表(biao)面(mian)有著(zhe)復雜(za)的(de)幾何(he)結(jie)構，其粗(cu)糙度(du)通(tong)常(chang)在數(shu)百(bai)微(wei)米(mi)，主要由(you)富(fu)含(han)味(wei)蕾(lei)細胞(bao)的(de)菌狀(zhuang)乳突以(yi)及(ji)底部包(bao)含(han)機械(xie)感(gan)受神經末(mo)梢(shao)的(de)絲(si)狀(zhuang)乳突隨(sui)機(ji)分(fen)布(bu)構成(cheng)。人舌的(de)高變(bian)形(xing)性(xing)和復雜(za)的(de)拓撲(pu)結(jie)構結(jie)合唾(tuo)液的(de)潤(run)濕(shi)，控(kong)制(zhi)著(zhe)食物/口腔黏膜和人舌之間的(de)摩擦和潤(run)滑(hua)。

研究(jiu)團(tuan)隊(dui)在之(zhi)前研究(jiu)中(zhong)，利用(yong)結(jie)構光(guang)學(xue)技(ji)術(shu)對於(yu)舌面(mian)分(fen)區的(de)粗糙(cao)度(du)進行(xing)人群(qun)統(tong)計，基(ji)於(yu)以(yi)上(shang)研究(jiu)背(bei)景，該團(tuan)隊(dui)進壹步(bu)探究(jiu)舌面(mian)乳突形(xing)貌(mao)與(yu)舌面(mian)粗糙度(du)的(de)關系(xi)，基(ji)於(yu)此，設(she)計模(mo)型(xing)絲(si)狀(zhuang)乳突微(wei)結(jie)構並(bing)依(yi)據(ju)人群(qun)特征，制(zhi)作三(san)類(lei)模(mo)擬(ni)絲(si)狀(zhuang)乳突微(wei)結(jie)構與(yu)分(fen)布(bu)的(de)人舌基(ji)底。研究(jiu)團(tuan)隊(dui)采用(yong)面(mian)投影(ying)微立體光刻3D打(da)印技術(shu)(nanoArch S140，摩方(fang)精(jing)密(mi))高效、精(jing)準地實現了(le)上(shang)述(shu)設(she)計微結(jie)構的(de)模(mo)具(ju)制(zhi)備(bei)。

圖壹模(mo)擬(ni)人舌基(ji)底三(san)維模(mo)型(xing)及(ji)利用(yong)PDMS澆(jiao)鑄(zhu)脫(tuo)膜後的(de)基(ji)底的(de)微結(jie)構(模(mo)具(ju)尺(chi)寸(cun)：79 mm×39 mm由(you)三(san)塊(kuai)25 mm×35 mm區域構成(cheng)，其中(zhong)T1，T2，T3區分(fen)別分(fen)布(bu)4900，3760，2600個(ge)模(mo)擬(ni)乳(ru)突)

圖二(er) T3類(lei)模(mo)擬(ni)人舌基(ji)底的(de)體外(wai)軟摩擦測試(shi)結(jie)果(guo)(T1,T2顯(xian)示(shi)相同(tong)趨勢(shi))

摩擦試(shi)驗(yan)結(jie)果(guo)顯(xian)示(shi)不(bu)同(tong)黏(nian)度(du)近黏度(du)流體(ti)可(ke)構(gou)建完整構(gou)建(jian)Stribeck曲線，除此之外(wai)，利用(yong)模(mo)擬(ni)人舌基(ji)底測試(shi)時(shi)，邊界潤(run)滑(hua)層(ceng)獲得(de)表(biao)觀(guan)摩擦系(xi)數(shu)值(zhi)相較(jiao)於使(shi)用光(guang)滑基(ji)底出現顯(xian)著降低(di)(≈1)，與(yu)團(tuan)隊(dui)原位(wei)摩擦測試(shi)結(jie)果(guo)更為(wei)接(jie)近,證明(ming)應(ying)用(yong)具備壹定(ding)人舌撲拓結(jie)構的(de)基(ji)底於體外(wai)摩擦測試(shi)具(ju)有更好(hao)的(de)模(mo)擬(ni)真實口腔軟摩擦行(xing)為(wei)的(de)潛力(li)。

該(gai)工作得(de)到國(guo)家自然科學(xue)基(ji)金(jin)面(mian)上項(xiang)目(mu)、國(guo)家自然科學(xue)基(ji)金(jin)青(qing)年(nian)科(ke)學基(ji)金(jin)的(de)支持。