Grafeenin antibakteerinen mekanismi ja käyttö

Suuontelo on monimutkainen mikroekosysteemi, jossa on yli 23 000 bakteerilajia.Tietyissä tilanteissa nämä bakteerit voivat suoraan aiheuttaa suun sairauksia ja jopa vaikuttaa yleiseen terveyteen. Antibioottien käyttöön liittyy kuitenkin useita ongelmia, kuten lääkkeiden nopea hajoaminen, vapautuminen ja antibioottiresistenssin kehittyminen. Viime vuosina tutkimuksen painopiste on siirtynyt kohti erinomaisten antimikrobisten ominaisuuksien omaavien komposiittimateriaalien kehittämistä nanomateriaaleja käyttäen. Tällä hetkellä markkinoilla käytetään yleisesti nanohopea-ionipohjaisia ​​antibakteerisia materiaaleja ja grafeenipohjaisia ​​antibakteerisia materiaaleja.Tässä artikkelissa esittelemme grafeenin antibakteerisen mekanismin ja sovelluksen hammasharjateollisuudessa.

 

Grafeeni on kaksiulotteinen hiilinanomateriaali, joka koostuu hiiliatomeista, jotka on järjestetty kuusikulmaiseen hilaan sp2-hybridisoituneiden orbitaalien kanssa.Sen johdannaisia ​​ovat grafeeni (G), grafeenioksidi (GO) ja pelkistetty grafeenioksidi (rGO). Niillä on ainutlaatuiset kolmiulotteiset pintakemialliset rakenteet ja terävät fysikaaliset reunarakenteet. Tutkimus on osoittanut grafeenin ja sen johdannaisten erinomaiset antibakteeriset ominaisuudet ja bioyhteensopivuuden. Lisäksi ne toimivat ihanteellisina kantajina antimikrobisille aineille, mikä tekee niistä erittäin lupaavia erilaisiin sovelluksiin suun kautta otetuilla antimikrobisilla aloilla.

Edutgrafeeni antibakteeriset materiaalit

1. Turvallisuus ja ympäristöystävällisyys, myrkytön: Nanohopean pitkäaikainen käyttö voi aiheuttaa turvallisuusongelmiamahdollinen kerääntyminen ja muuttoliike. Korkeat hopeapitoisuudet voivat olla erittäin haitallisia ihmisille ja nisäkkäille, koska se voi päästä mitokondrioihin, alkioihin, maksaan, verenkiertoelimiin ja muihin kehon osiin hengityksen kautta. Tutkimukset ovat osoittaneet, että nanohopeahiukkaset ovat myrkyllisempiä kuin muut metallinanohiukkaset, kuten alumiini ja kulta. Tämän seurauksena Euroopan unioni säilyttää varovaisen kannan nanohopeaa sisältävien antimikrobisten materiaalien käyttöön.Sitä vastoin, grafeenipohjaiset antimikrobiset materiaalit käyttävät useita synergistisiä fyysisiä sterilointimekanismeja, kuten "nanoveitsiä". Ne voivat tuhota kokonaan ja estää bakteerien kasvuailman kemiallista myrkyllisyyttä. Nämä materiaalit integroituvat saumattomasti polymeerimateriaalien kanssa varmistaakseenei materiaalien irtoamista tai siirtymistä. Grafeenipohjaisten materiaalien turvallisuus ja vakaus ovat hyvin taattuja. Esimerkiksi käytännön tuotesovelluksissa grafeenipohjaiset PE (polyeteeni) -elintarvikkeiden säilöntäkalvot/pussit ovat saaneet Euroopan unionin asetuksen (EU) 2020/1245 mukaisen elintarvikekelpoisuussertifikaatin.
2. Pitkäaikainen vakaus: Grafeenipohjaiset materiaalit osoittavat ylivoimaista vakautta ja kestävyyttäpitkäkestoinen antimikrobinen vaikutus yli 10 vuoden ajan. Tämä varmistaa, että niiden antimikrobiset ominaisuudet pysyvät tehokkaina pitkiä käyttöaikoja, mikä tekee niistä sopivia pitkäaikaiseen käyttöön suun hygieniatuotteissa.
3. Bioyhteensopivuus ja turvallisuus:Grafeenilla kaksiulotteisena hiilipohjaisena materiaalina on erinomainen biologinen yhteensopivuus ja turvallisuus. Se on yhteensopiva useiden hartsipohjaisten materiaalien kanssa ja sitä voidaan käyttää turvallisesti suunhoitotuotteissa aiheuttamatta haitallisia vaikutuksia suun kudoksiin tai yleiseen terveyteen.
4. Laajaspektrinen toiminta:Grafeenipohjaisilla materiaaleilla on laajakirjoinen antimikrobinen vaikutus,jotka pystyvät kohdistamaan monenlaisia ​​bakteereja, mukaan lukien sekä grampositiiviset että gramnegatiiviset kannat. He ovat osoittaneetantibakteerinen pitoisuus 99,9 %Escherichia colia, Staphylococcus aureusta ja Candida albicansia vastaan. Tämä tekee niistä monipuolisia ja soveltuvia erilaisiin suun terveydentiloihin.

 

Grafeenin antibakteerinen mekanismi on seuraava:

Grafeenin antibakteerinen mekanismion tutkittu laajasti kansainvälisen yhteistyöryhmän toimesta. Mukaan lukien tutkijat Kiinan tiedeakatemiasta, IBM Watson Research Centeristä ja Columbian yliopistosta. He ovat edistyneet merkittävästi grafeenin ja bakteerisolukalvojen välisen vuorovaikutuksen molekyylimekanismien tutkimisessa. Viimeaikaiset artikkelit tästä aiheesta on julkaistu Nature Nanotechnology -lehdessä.

Ryhmän tutkimuksen mukaan grafeenilla on kyky rikkoa bakteerien solukalvoja, mikä johtaa solunsisäisten aineiden vuotamiseen ja bakteerien kuolemaan. Tämä löytö viittaa siihen, että grafeeni voisi mahdollisesti toimia ei-resistenttinä fyysisenä "antibioottina". Tutkimus paljastaa lisäksi, että grafeeni ei vain asettu bakteerisolujen kalvoihin aiheuttaen leikkauksia, vaan myös uuttaa fosfolipidimolekyylejä suoraan kalvosta, mikä häiritsee kalvon rakennetta ja tappaa bakteereja. Elektronimikroskopiakokeet ovat antaneet suoria todisteita laajoista tyhjiörakenteista bakteerisolukalvoissa vuorovaikutuksen jälkeen hapettuneen grafeenin kanssa, mikä tukee teoreettisia laskelmia. Tämä lipidimolekyylien uuttamisen ja kalvon hajoamisen ilmiö tarjoaa uuden molekyylimekanismin nanomateriaalien sytotoksisuuden ja antibakteerisen vaikutuksen ymmärtämiseen. Se myös helpottaa jatkotutkimusta grafeeninanomateriaalien biologisista vaikutuksista ja niiden sovelluksista biolääketieteessä.

 

Grafeenin antibakteerinen sovellus hammasharjateollisuudessa:

 

Yllä olevien grafeenikomposiittimateriaalien eduista johtuen grafeenin antibakteerinen mekanismi ja sovellus ovat herättäneet suurta kiinnostusta asiaan liittyvien alojen tutkijoilta ja ammattilaisilta.

Grafeenista valmistetut antibakteeriset hammasharjat, esitteliMARBON-ryhmä käyttää erityisesti suunniteltuja grafeeninanokomposiittimateriaaleista valmistettuja harjaksia. Joten se voi tehokkaasti estää bakteerien kasvua ja lisääntymistä, mikä vähentää suun sairauksien riskiä.

Harjakset ovat pehmeitä mutta joustavia, mikä mahdollistaa hampaiden ja ikenien hellävaraisen puhdistamisen ja suojaa samalla kiillettä ja ikenien terveyttä. Hammasharjassa on myös ergonominen kahva, joka tarjoaa mukavan otteen ja kätevän käytön.

Uskomme vakaasti, että tämä antibakteerinen hammasharja tarjoaa poikkeuksellisen hyvän suunhoitokokemuksen. Se voi poistaa tehokkaasti hammasplakkiä ja ruokajätteet. Lisäksi se tarjoaa pitkäkestoisen antibakteerisen suojan, mikä varmistaa, että suuontelosi pysyy raikkaana ja terveenä.

 

 

Johtopäätös:

Grafeenista valmistetut antibakteeriset hammasharjat edustavat viimeisintä edistystä grafeenimateriaalien käytössä antibakteerisella alalla. Antibakteeriset grafeenihammasharjat ovat valtavan potentiaalinsa ansiosta mullistaneet suunhoidon ja tarjoavat yksilöille terveellisemmän ja mukavamman suunhoitokokemuksen. Grafeenimateriaalitutkimuksen edetessä antibakteerisilla grafeenihammasharjoilla tulee olemaan yhä tärkeämpi rooli suun terveyden ja hyvinvoinnin edistämisessä.