Den antibakteriella mekanismen och tillämpningen av grafen

Munhålan är ett komplext mikroekosystem med över 23 000 arter av bakterier som koloniserar den.I vissa situationer kan dessa bakterier direkt orsaka orala sjukdomar och till och med påverka den allmänna hälsan. Användningen av antibiotika innebär dock olika problem, inklusive snabb läkemedelsnedbrytning, frisättning och utveckling av antibiotikaresistens. Under de senaste åren har forskningsfokus skiftat mot utveckling av kompositmaterial med utmärkta antimikrobiella egenskaper med hjälp av nanomaterial. För närvarande används ofta nanosilverjonbaserade antibakteriella material och grafenbaserade antibakteriella material på marknaden.I den här artikeln kommer vi att introducera grafenens antibakteriella mekanism och tillämpning i tandborstindustrin.

 

Grafen är ett tvådimensionellt kolnanomaterial som består av kolatomer arrangerade i ett hexagonalt gitter med sp2-hybridiserade orbitaler.Dess derivat inkluderar grafen (G), grafenoxid (GO) och reducerad grafenoxid (rGO). De har unika tredimensionella ytkemiska strukturer och skarpa fysiska kantstrukturer. Forskning har visat de enastående antibakteriella egenskaperna och biokompatibiliteten hos grafen såväl som dess derivat. Dessutom fungerar de som idealiska bärare för antimikrobiella medel, vilket gör dem mycket lovande för olika tillämpningar inom orala antimikrobiella områden.

Fördelarna medgrafen antibakteriella material

1. Säkerhet och miljövänlighet, giftfri: Långvarig användning av nanosilver kan ge upphov till säkerhetsproblem pgapotentiell ackumulering och migration. Höga koncentrationer av silver kan vara mycket skadligt för människor och däggdjur, eftersom det kan komma in i mitokondrier, embryon, lever, cirkulationssystem och andra delar av kroppen genom andning. Studier har visat att nanosilverpartiklar uppvisar starkare toxicitet jämfört med andra metallnanopartiklar som aluminium och guld. Som ett resultat av detta upprätthåller Europeiska unionen en försiktig hållning när det gäller användningen av antimikrobiella material i nanosilver.Däremot, grafenbaserade antimikrobiella material använder flera synergistiska fysiska steriliseringsmekanismer, såsom "nano-knivar." De kan helt förstöra och hämma bakterietillväxtutan någon kemisk toxicitet. Dessa material integreras sömlöst med polymermaterial för att säkerställaingen materialavskiljning eller migration. Säkerheten och stabiliteten hos grafenbaserade material är väl garanterade. Till exempel, i praktiska produkttillämpningar, har grafenbaserade PE (polyeten) livsmedelskonserveringsfilmer/påsar erhållit certifiering för livsmedelskvalitet enligt förordning (EU) 2020/1245 i Europeiska unionen.
2. Långsiktig stabilitet: Grafenbaserade material visar överlägsen stabilitet och hållbarhet, vilket geren långvarig antimikrobiell effekt i över 10 år. Detta säkerställer att deras antimikrobiella egenskaper förblir effektiva under långa användningsperioder, vilket gör dem lämpliga för långtidsapplikationer i munhygienprodukter.
3. Biokompatibilitet och säkerhet:Grafen, som ett tvådimensionellt kolbaserat material, uppvisar utmärkt biokompatibilitet och säkerhet. Det är kompatibelt med en mängd olika hartsbaserade material och kan säkert användas i munvårdsprodukter utan att orsaka några negativa effekter på munvävnad eller allmän hälsa.
4. Bredspektrumaktivitet:Grafenbaserade material uppvisar bredspektrum antimikrobiell aktivitet,kan rikta sig mot ett brett spektrum av bakterier, inklusive både Gram-positiva och Gram-negativa stammar. De har visatantibakteriella andelar på 99,9 %mot Escherichia coli, Staphylococcus aureus och Candida albicans. Detta gör dem mångsidiga och användbara i olika munhälsa.

 

Den antibakteriella mekanismen av grafen är följande:

Den antibakteriella mekanismen för grafenhar studerats ingående av ett internationellt samarbetsteam. Inklusive forskarna från den kinesiska vetenskapsakademin, IBM Watson Research Center och Columbia University. De har gjort betydande framsteg i att studera de molekylära mekanismerna för interaktionen mellan grafen och bakteriecellsmembran. Nya artiklar om detta ämne har publicerats i tidskriften "Nature Nanotechnology."

Enligt teamets forskning har grafen förmågan att störa bakteriella cellmembran, vilket leder till läckage av intracellulära ämnen och bakteriedöd. Denna upptäckt tyder på att grafen potentiellt skulle kunna fungera som ett icke-resistent fysiskt "antibiotikum". Studien avslöjar vidare att grafen inte bara sätter in sig själv i bakteriecellsmembran, vilket orsakar skärsår, utan också extraherar fosfolipidmolekyler direkt från membranet och därigenom stör membranstrukturen och dödar bakterier. Elektronmikroskopiexperiment har gett direkta bevis på omfattande tomrumsstrukturer i bakteriecellsmembran efter interaktion med oxiderad grafen, vilket stöder de teoretiska beräkningarna. Detta fenomen med lipidmolekylextraktion och membranavbrott erbjuder en ny molekylär mekanism för att förstå nanomaterials cytotoxicitet och antibakteriella aktivitet. Det kommer också att underlätta ytterligare forskning om de biologiska effekterna av grafennanomaterial och deras tillämpningar inom biomedicin.

 

Den antibakteriella grafenapplikationen i tandborstindustrin:

 

På grund av ovanstående fördelar med grafenkompositmaterial har grafenens antibakteriella mekanism och tillämpning väckt stort intresse från forskare och yrkesverksamma inom relaterade industrier.

Grafen antibakteriella tandborstar, introducerad avMARBON-gruppen, använder specialdesignade borst gjorda av grafen nanokompositmaterial. Så det kan effektivt hämma tillväxten och reproduktionen av bakterier och därigenom minska risken för orala sjukdomar.

Borsten är mjuka men ändå motståndskraftiga, vilket möjliggör skonsam rengöring av tänder och tandkött samtidigt som de skyddar emalj och tandköttshälsa. Tandborsten har också en ergonomisk handtagsdesign som ger ett bekvämt grepp och bekväm användning.

Vi är övertygade om att denna antibakteriella tandborste kommer att ge en exceptionell munvårdsupplevelse. Det kan effektivt ta bort tandplack och matrester. Dessutom ger det långvarigt antibakteriellt skydd, vilket säkerställer att din munhåla förblir fräsch och frisk.

 

 

Slutsats:

Antibakteriella tandborstar av grafen representerar det senaste framstegen inom tillämpningen av grafenmaterial inom det antibakteriella området. Med sin enorma potential kommer antibakteriella tandborstar av grafen att revolutionera munvården och ge individer en hälsosammare och bekvämare munvårdsupplevelse. När forskningen på grafenmaterial fortskrider kommer antibakteriella tandborstar av grafen att spela en allt viktigare roll för att främja munhälsa och välbefinnande.