On the adsorption behaviour of saliva and purified salivary proteins at solid/liquid interfaces

• Den salivfilm som bildas genom selektiv proteinadsorption på ytor i munhålan har stor profylaktisk betydelse genom sin skyddande funktion och befrämjar därigenom oral hälsa. Några av de adsorberade komponenterna har smörjande funktion (t ex muciner, sura prolinrika proteiner (PRP) och statherin), som är viktig bl a för att förhindra slitage mellan tandytor vid tuggning och hos gnisslare. Vissa salivproteiner upprätthåller kalciumjämvikten på emaljytan (bl a statherin och PRP), vilket är viktigt för att undvika demineralisering av ytan samt för remineralisering av initiala kariesangrepp. Dessutom har bl a PRP, statherin och muciner betydelse för styrningen av mikrofloran på olika sätt, viktigt ur såväl kariologisk som parodontologisk synvinkel. Den initiala salivfilmen är alltså av stor betydelse för den vidare utvecklingen av plack. Det är därför väsentligt att öka förståelsen för de grundläggande processerna vid uppbyggnad av denna samt för att kunna utveckla nya metoder avseende bl a plackkontroll. Denna avhandling omfattar främst studier kring den initiala adsorptionen av salivproteiner såsom MUC5B (mucin), PRP-1, PRP-3 och statherin, samt helsaliv och saliv från de stora spottkörtlarna, till fasta ytor med väldefinierade kemiska ytegenskaper. Den använda tekniken för adsorptionsstudier har framför allt varit ellipsometri, en teknik som möjliggör analys av adsorption in situ och utan att störa systemet. Vi har funnit att det finns ett starkt koncentrationsberoende. Generellt sett har salivproteiner högre bindningsförmåga till hydrofoba ytor. Adsorptionen visar sig vara diffusionskontrollerad under de första minuterna (gäller under dessa experimentella betingelser) för de undersökta salivproteinerna vid låga koncentrationer. På hydrofila ytor, indikerar observationer av adsorptionshastigheten att adsorptionen, av proteiner från undersökta salivsekretioner, sker med hastigheter motsvarande de hos statherin, PRP-3 och PRP-1. På hydrofoba ytor förefaller det emellertid vara komponenter med lägre molekylvikt (snabbare diffusion) som adsorberar initialt. Resultaten indikerar vidare att i saliven från munbottenkörtlarna är andra komponenter än mucinet MUC5B viktiga vid den initiala uppbyggnaden av filmen. I saliven från öronspottkörteln förefaller PRP-1 vara en betydande komponent vid den initiala filmbildningen. Inga statistiska skillnader fanns mellan individerna avseende den adsorberade mängden från de respektive salivsekretionerna.

• Salivary proteinaceous substances are known to play important roles in the formation of the salivary pellicle. The aim of this study was to investigate some aspects of the interfacial behaviour of selected purified salivary proteins, as well as human saliva secretions, using time resolved in situ ellipsometry. Hydrophobic methylated silica and hydrophilic pure silica were used as test substrates. Experiments were performed in vitro, preferentially in the low concentration range, with samples of fresh human whole resting saliva, parotid resting saliva and submandibular/sublingual resting saliva. The protein fractions investigated were human MUC5B, PRP-1, PRP-3 and statherin, as well as bovine submaxillary mucin (BSM). The results show that the adsorbed amount of material was found to be strongly related to the protein concentration in the range investigated for both pure proteins and secretions. Generally, for both pure proteins and secretions, higher amount of material was adsorbed on hydrophobic surfaces compared to hydrophilic ones. Comparison of the observed adsorption and calculated diffusion rates suggest initial adsorption of low molecular weight proteins/peptides. On hydrophilic surfaces the data indicate adsorption of proteins with diffusion rates corresponding to those of statherin, PRP-3 and PRP-1. MUC5B adsorbs in a later stage from both HWS and the individual secretions, due to its lower diffusion rate. On hydrophobic surfaces, adsorption rates were found to be faster than those calculated for any of the proteins, and thus smaller proteins/peptides appear to be involved. The similar adsorption rates and amounts of PRP-1 and parotid saliva (HPS) on hydrophilic surfaces may suggest that large aPRPs accounts for a substantial portion of the film forming capacity by HPS. Effects of added electrolyte could be explained by general screening effects and specific Ca2+ binding to serine phosphates in aqueous solutions, but were complex in phosphate buffer. Inter-individual differences in adsorbed amounts from HWS, HPS and HSMSLS were not found to be statistically significant.

Ämnesord

MEDICIN OCH HÄLSOVETENSKAP  -- Klinisk medicin -- Odontologi (hsv//swe)

MEDICAL AND HEALTH SCIENCES  -- Clinical Medicine -- Dentistry (hsv//eng)

Nyckelord

acidic proline-rich proteins

adsorption

BSM

diffusion

ellipsometry

interfaces

mass transport limitation

mucins

MUC5B

saliva

salivary proteins

statherin

surface properties

Publikations- och innehållstyp

vet (ämneskategori)

dok (ämneskategori)