Grafen antibakteriell mekanisme og anvendelse

Munnhulen er et komplekst mikroøkosystem med over 23 000 arter av bakterier som koloniserer det.I visse situasjoner kan disse bakteriene direkte forårsake orale sykdommer og til og med påvirke den generelle helsen. Bruken av antibiotika byr imidlertid på ulike problemer, inkludert rask nedbrytning av medikamenter, frigjøring og utvikling av antibiotikaresistens. De siste årene har forskningsfokuset skiftet mot utvikling av komposittmaterialer med utmerkede antimikrobielle egenskaper ved bruk av nanomaterialer. For tiden er nanosølvionbaserte antibakterielle materialer og grafenbaserte antibakterielle materialer ofte brukt på markedet.I denne artikkelen vil vi introdusere den antibakterielle mekanismen og anvendelsen av grafen i tannbørsteindustrien.

 

Grafen er et todimensjonalt karbon nanomateriale sammensatt av karbonatomer arrangert i et sekskantet gitter med sp2 hybridiserte orbitaler.Dens derivater inkluderer grafen (G), grafenoksid (GO) og redusert grafenoksid (rGO). De har unike tredimensjonale overflatekjemiske strukturer og skarpe fysiske kantstrukturer. Forskning har demonstrert de enestående antibakterielle egenskapene og biokompatibiliteten til grafen så vel som dets derivater. Dessuten fungerer de som ideelle bærere for antimikrobielle midler, noe som gjør dem svært lovende for ulike bruksområder i orale antimikrobielle felt.

Fordelene vedgrafen antibakterielle materialer

1. Sikkerhet og miljøvennlighet, giftfri: Langvarig bruk av nanosølv kan skape sikkerhetsbekymringer pgapotensiell akkumulering og migrasjon. Høye konsentrasjoner av sølv kan være svært skadelig for mennesker og pattedyr, da det kan komme inn i mitokondrier, embryoer, lever, sirkulasjonssystemer og andre deler av kroppen gjennom respirasjon. Studier har indikert at nanosølvpartikler viser sterkere toksisitet sammenlignet med andre metallnanopartikler som aluminium og gull. Som et resultat opprettholder EU en forsiktig holdning til bruken av antimikrobielle materialer i nanosølv.I kontrast, grafenbaserte antimikrobielle materialer bruker flere synergistiske fysiske steriliseringsmekanismer, for eksempel "nano-kniver." De kan fullstendig ødelegge og hemme bakterievekstuten noen kjemisk toksisitet. Disse materialene integreres sømløst med polymermaterialer, for å sikreingen materiell løsrivelse eller migrasjon. Sikkerheten og stabiliteten til grafenbaserte materialer er godt garantert. For eksempel, i praktiske produktapplikasjoner, har grafenbaserte PE (polyetylen) matkonserveringsfilmer/poser oppnådd sertifisering for samsvar med matkvalitet i henhold til forordning (EU) 2020/1245 i EU.
2. Langsiktig stabilitet: Grafenbaserte materialer viser overlegen stabilitet og holdbarhet, giren langvarig antimikrobiell effekt i over 10 år. Dette sikrer at deres antimikrobielle egenskaper forblir effektive over lengre bruksperioder, noe som gjør dem egnet for langsiktig bruk i munnhygieneprodukter.
3. Biokompatibilitet og sikkerhet:Grafen, som et todimensjonalt karbonbasert materiale, viser utmerket biokompatibilitet og sikkerhet. Den er kompatibel med en rekke harpiksbaserte materialer og kan trygt brukes i munnpleieprodukter uten å forårsake skadelige effekter på munnvev eller generell helse.
4. Bredspektret aktivitet:Grafenbaserte materialer viser bredspektret antimikrobiell aktivitet,i stand til å målrette mot et bredt spekter av bakterier, inkludert både Gram-positive og Gram-negative stammer. De har vistantibakterielle rater på 99,9 %mot Escherichia coli, Staphylococcus aureus og Candida albicans. Dette gjør dem allsidige og anvendelige i ulike orale helsetilstander.

 

Den antibakterielle mekanismen av grafen er som følger:

Den antibakterielle mekanismen til grafenhar blitt grundig studert av et internasjonalt samarbeidsteam. Inkludert forskerne fra det kinesiske vitenskapsakademiet, IBM Watson Research Center og Columbia University. De har gjort betydelige fremskritt i å studere de molekylære mekanismene for interaksjonen mellom grafen og bakterielle cellemembraner. Nylige artikler om dette emnet har blitt publisert i tidsskriftet "Nature Nanotechnology."

I følge teamets forskning har grafen evnen til å forstyrre bakterielle cellemembraner, noe som fører til lekkasje av intracellulære stoffer og bakteriell død. Denne oppdagelsen antyder at grafen potensielt kan tjene som et ikke-resistent fysisk "antibiotikum." Studien avslører videre at grafen ikke bare setter seg inn i bakterielle cellemembraner og forårsaker kutt, men også trekker ut fosfolipidmolekyler direkte fra membranen, og dermed forstyrrer membranstrukturen og dreper bakterier. Elektronmikroskopi-eksperimenter har gitt direkte bevis på omfattende tomromsstrukturer i bakterielle cellemembraner etter interaksjon med oksidert grafen, og støtter de teoretiske beregningene. Dette fenomenet med utvinning av lipidmolekyler og membranavbrudd tilbyr en ny molekylær mekanisme for å forstå cytotoksisiteten og den antibakterielle aktiviteten til nanomaterialer. Det vil også lette videre forskning på de biologiske effektene av grafen nanomaterialer og deres anvendelser i biomedisin.

 

Den antibakterielle grafenapplikasjonen i tannbørsteindustrien:

 

På grunn av de ovennevnte fordelene med grafenkomposittmaterialer, har grafen antibakteriell mekanisme og anvendelse tiltrukket seg stor interesse fra forskere og fagfolk i relaterte bransjer.

Antibakterielle tannbørster av grafen, introdusert avMARBON-gruppen, bruker spesialdesignede bust laget av grafen nanokomposittmaterialer. Så det kan effektivt hemme vekst og reproduksjon av bakterier, og dermed redusere risikoen for orale sykdommer.

Busten er myk, men likevel spenstig, noe som muliggjør skånsom rengjøring av tenner og tannkjøtt samtidig som den beskytter emalje og tannkjøtthelse. Tannbørsten har også en ergonomisk håndtaksdesign som gir et komfortabelt grep og praktisk bruk.

Vi er overbevist om at denne antibakterielle tannbørsten vil gi en eksepsjonell munnpleieopplevelse. Det kan effektivt fjerne tannplakk og matrester. I tillegg gir den langvarig antibakteriell beskyttelse, og sikrer at munnhulen forblir frisk og sunn.

 

 

Konklusjon:

Antibakterielle tannbørster av grafen representerer det siste fremskritt i bruken av grafenmaterialer i det antibakterielle feltet. Med sitt enorme potensial er antibakterielle tannbørster av grafen satt til å revolusjonere munnpleie, og gi individer en sunnere og mer komfortabel munnpleieopplevelse. Etter hvert som forskningen på grafenmaterialer skrider frem, vil antibakterielle tannbørster av grafen spille en stadig viktigere rolle for å fremme oral helse og velvære.