A grafén antibakteriális mechanizmusa és alkalmazása

A szájüreg egy összetett mikroökoszisztéma, amelyben több mint 23 000 baktériumfaj kolonizál.Bizonyos helyzetekben ezek a baktériumok közvetlenül szájbetegségeket okozhatnak, és akár az általános egészségi állapotot is befolyásolhatják. Az antibiotikumok használata azonban számos problémát vet fel, beleértve a gyógyszer gyors lebomlását, felszabadulását és az antibiotikum-rezisztencia kialakulását. Az elmúlt években a kutatás fókusza a kiváló antimikrobiális tulajdonságokkal rendelkező kompozit anyagok nanoanyagok felhasználásával történő fejlesztése felé tolódott el. Jelenleg a nanoezüstion alapú antibakteriális anyagokat és a grafén alapú antibakteriális anyagokat gyakran használják a piacon.Ebben a cikkben bemutatjuk a grafén antibakteriális mechanizmusát és alkalmazását a fogkefeiparban.

 

A grafén egy kétdimenziós szén nanoanyag, amely szénatomokból áll, amelyek hatszögletű rácsban vannak elrendezve sp2 hibridizált pályákkal.Származékai közé tartozik a grafén (G), a grafén-oxid (GO) és a redukált grafén-oxid (rGO). Egyedülálló háromdimenziós felületi kémiai struktúrákkal és éles fizikai élszerkezetekkel rendelkeznek. A kutatások igazolták a grafén, valamint származékai kiemelkedő antibakteriális tulajdonságait és biokompatibilitását. Ezen túlmenően ideális hordozóként szolgálnak az antimikrobiális szerek számára, így rendkívül ígéretesek az orális antimikrobiális területeken történő különféle alkalmazásokhoz.

Az előnyeigrafén antibakteriális anyagok

1. Biztonság és környezetbarát, nem mérgező: A nanoezüst hosszan tartó használata biztonsági aggályokat vethet fel, mivelpotenciális felhalmozódás és migráció. A magas koncentrációjú ezüst rendkívül káros lehet az emberre és az emlősökre, mivel légzés útján bejuthat a mitokondriumokba, az embriókba, a májba, a keringési rendszerbe és a test más részeibe. A tanulmányok kimutatták, hogy a nanoezüst részecskék erősebb toxicitást mutatnak, mint más fém nanorészecskék, például az alumínium és az arany. Ennek eredményeként az Európai Unió óvatos álláspontot képvisel a nanoezüst antimikrobiális anyagok alkalmazásával kapcsolatban.Ezzel szemben, a grafén alapú antimikrobiális anyagok több szinergikus fizikai sterilizációs mechanizmust alkalmaznak, mint például a „nano kések”. Teljesen elpusztíthatják és gátolhatják a baktériumok növekedésétkémiai toxicitás nélkül. Ezek az anyagok zökkenőmentesen illeszkednek a polimer anyagokhoz, így biztosítvanincs anyagi leválás vagy vándorlás. A grafén alapú anyagok biztonsága és stabilitása jól garantált. Például a gyakorlati termékalkalmazásokban a grafén alapú PE (polietilén) élelmiszer-tartósító fóliák/zacskók megkapták az Európai Unióban az (EU) 2020/1245 rendelet szerinti élelmiszer-minőségi megfelelőségi tanúsítványt.
2. Hosszú távú stabilitás: A grafén alapú anyagok kiváló stabilitást és tartósságot mutatnak, biztosítvahosszan tartó antimikrobiális hatás több mint 10 évig. Ez biztosítja, hogy antimikrobiális tulajdonságaik hosszú ideig tartó használat során is hatékonyak maradjanak, így alkalmasak a szájhigiéniai termékekben való hosszú távú alkalmazásra.
3. Biokompatibilitás és biztonság:A grafén, mint kétdimenziós szénalapú anyag, kiváló biológiai kompatibilitást és biztonságot mutat. Különféle gyanta alapú anyagokkal kompatibilis, és biztonságosan használható szájápoló termékekben anélkül, hogy káros hatással lenne a szájszövetekre vagy az általános egészségre.
4. Széles spektrumú tevékenység:A grafén alapú anyagok széles spektrumú antimikrobiális hatást mutatnak,képes megcélozni a baktériumok széles körét, beleértve a Gram-pozitív és Gram-negatív törzseket is. Megmutatták99,9%-os antibakteriális arányEscherichia coli, Staphylococcus aureus és Candida albicans ellen. Ez sokoldalúvá és különféle szájhigiéniai állapotokban alkalmazhatóvá teszi őket.

 

A grafén antibakteriális mechanizmusa a következő:

A grafén antibakteriális mechanizmusaegy nemzetközi együttműködő csapat alaposan tanulmányozta. Beleértve a Kínai Tudományos Akadémia, az IBM Watson Kutatóközpont és a Columbia Egyetem kutatóit. Jelentős előrelépést értek el a grafén és a bakteriális sejtmembránok közötti kölcsönhatás molekuláris mechanizmusainak tanulmányozásában. A témával kapcsolatos legújabb tanulmányok a Nature Nanotechnology folyóiratban jelentek meg.

A csapat kutatása szerint a grafén képes megzavarni a baktériumsejtek membránjait, ami intracelluláris anyagok kiszivárgásához és a baktériumok halálához vezet. Ez a felfedezés arra utal, hogy a grafén potenciálisan nem rezisztens fizikai „antibiotikumként” szolgálhat. A tanulmány azt is feltárja, hogy a grafén nemcsak beépül a baktériumsejt membránjaiba, vágásokat okozva, hanem közvetlenül a membránból vonja ki a foszfolipid molekulákat, ezáltal megzavarja a membrán szerkezetét és elpusztítja a baktériumokat. Az elektronmikroszkópos kísérletek közvetlen bizonyítékot szolgáltattak a bakteriális sejtmembránok kiterjedt üreges szerkezetére az oxidált grafénnel való kölcsönhatás után, alátámasztva az elméleti számításokat. A lipidmolekulák extrakciójának és a membrán felbomlásának ez a jelensége új molekuláris mechanizmust kínál a nanoanyagok citotoxicitásának és antibakteriális hatásának megértéséhez. Ezenkívül megkönnyíti a grafén nanoanyagok biológiai hatásaival és biomedicinában való alkalmazásaival kapcsolatos további kutatásokat.

 

A grafén antibakteriális alkalmazása a fogkefeiparban:

 

A grafén kompozit anyagok fenti előnyei miatt a grafén antibakteriális mechanizmusa és alkalmazása nagy érdeklődést váltott ki a kapcsolódó iparágakban dolgozó kutatók és szakemberek körében.

Grafén antibakteriális fogkefék, bemutattaA MARBON csoport kifejezetten grafén nanokompozit anyagokból készült sörtéket használ. Így hatékonyan gátolja a baktériumok növekedését és szaporodását, ezáltal csökkenti a szájbetegségek kockázatát.

A sörték lágyak, de rugalmasak, lehetővé téve a fogak és az íny gyengéd tisztítását, miközben védik a zománcot és az íny egészségét. A fogkefe ergonomikus nyéllel rendelkezik, amely kényelmes fogást és kényelmes használatot biztosít.

Meggyőződésünk, hogy ez az antibakteriális fogkefe kivételes szájápolási élményt fog nyújtani. Hatékonyan távolítja el a lepedéket és az ételmaradékot. Ezenkívül hosszan tartó antibakteriális védelmet biztosít, biztosítva, hogy szájürege friss és egészséges maradjon.

 

 

Következtetés:

A grafén antibakteriális fogkefék jelentik a legújabb fejlesztést a grafén anyagok antibakteriális területen történő alkalmazásában. Hatalmas potenciáljukkal a grafén antibakteriális fogkefék forradalmasítják a szájápolást, egészségesebb és kényelmesebb szájápolási élményt nyújtva az egyéneknek. A grafénanyag kutatásának előrehaladtával a grafén antibakteriális fogkefék egyre jelentősebb szerepet fognak játszani a száj egészségének és jólétének előmozdításában.