Grafēna antibakteriālais mehānisms un pielietojums

Mutes dobums ir sarežģīta mikroekosistēma, kurā to kolonizē vairāk nekā 23 000 baktēriju sugu.Dažās situācijās šīs baktērijas var tieši izraisīt mutes dobuma slimības un pat ietekmēt vispārējo veselību. Tomēr antibiotiku lietošana rada dažādas problēmas, tostarp ātru zāļu noārdīšanos, izdalīšanos un antibiotiku rezistences attīstību. Pēdējos gados pētniecības fokuss ir novirzījies uz kompozītmateriālu izstrādi ar izcilām pretmikrobu īpašībām, izmantojot nanomateriālus. Pašlaik tirgū parasti tiek izmantoti uz nanosudraba jonu balstīti antibakteriālie materiāli un uz grafēna bāzes izgatavoti antibakteriālie materiāli.Šajā rakstā mēs iepazīstināsim ar grafēna antibakteriālo mehānismu un pielietojumu zobu suku rūpniecībā.

 

Grafēns ir divdimensiju oglekļa nanomateriāls, kas sastāv no oglekļa atomiem, kas sakārtoti sešstūra režģī ar sp2 hibridizētām orbitālēm.Tās atvasinājumi ietver grafēnu (G), grafēna oksīdu (GO) un reducēto grafēna oksīdu (rGO). Tiem piemīt unikālas trīsdimensiju virsmas ķīmiskās struktūras un asas fizikālās malas struktūras. Pētījumi ir pierādījuši grafēna, kā arī tā atvasinājumu izcilās antibakteriālās īpašības un biosaderību. Turklāt tie kalpo par ideāliem pretmikrobu līdzekļu nesējiem, padarot tos ļoti perspektīvus dažādiem lietojumiem perorālo antimikrobiālo līdzekļu jomā.

Priekšrocībasgrafēna antibakteriālie materiāli

1. Drošība un videi draudzīgums, netoksisks: Ilgstoša nanosudraba lietošana var radīt bažas par drošību, jopotenciālā uzkrāšanās un migrācija. Augsta sudraba koncentrācija var būt ļoti kaitīga cilvēkiem un zīdītājiem, jo ​​elpojot tas var iekļūt mitohondrijās, embrijos, aknās, asinsrites sistēmās un citās ķermeņa daļās. Pētījumi liecina, ka nanosudraba daļiņām ir spēcīgāka toksicitāte salīdzinājumā ar citām metāla nanodaļiņām, piemēram, alumīniju un zeltu. Rezultātā Eiropas Savienība saglabā piesardzīgu nostāju attiecībā uz nanosudraba pretmikrobu materiālu izmantošanu.Turpretī, grafēna bāzes pretmikrobu materiāli izmanto vairākus sinerģiskus fizikālās sterilizācijas mehānismus, piemēram, "nano-nažus". Tie var pilnībā iznīcināt un kavēt baktēriju augšanubez jebkādas ķīmiskas toksicitātes. Šie materiāli nemanāmi integrējas ar polimērmateriāliem, lai nodrošinātunav materiāla atdalīšanās vai migrācijas. Uz grafēna bāzes izgatavotu materiālu drošība un stabilitāte ir labi garantēta. Piemēram, praktiskā produktu pielietošanā uz grafēna bāzes izgatavotas PE (polietilēna) pārtikas konservēšanas plēves/maisiņi ir ieguvuši pārtikas kvalitātes atbilstības sertifikātu saskaņā ar Regulu (ES) 2020/1245 Eiropas Savienībā.
2. Ilgtermiņa stabilitāte: Materiāli uz grafēna bāzes demonstrē izcilu stabilitāti un izturību, nodrošinotilgstoša pretmikrobu iedarbība vairāk nekā 10 gadus. Tas nodrošina, ka to pretmikrobu īpašības saglabājas efektīvas ilgstoši lietojot, padarot tās piemērotas ilgstošai lietošanai mutes higiēnas līdzekļos.
3. Bioloģiskā saderība un drošība:Grafēnam kā divdimensiju materiālam uz oglekļa bāzes ir lieliska bioloģiskā saderība un drošība. Tas ir saderīgs ar dažādiem materiāliem uz sveķu bāzes, un to var droši izmantot mutes dobuma kopšanas līdzekļos, neradot negatīvu ietekmi uz mutes audiem vai vispārējo veselību.
4. Plaša spektra darbība:Materiāliem, kuru pamatā ir grafēns, piemīt plaša spektra pretmikrobu iedarbība,spēj vērsties pret plašu baktēriju klāstu, ieskaitot gan grampozitīvus, gan gramnegatīvus celmus. Viņi ir parādījušiantibakteriālais līmenis 99,9%pret Escherichia coli, Staphylococcus aureus un Candida albicans. Tas padara tos daudzpusīgus un izmantojamus dažādos mutes veselības stāvokļos.

 

Grafēna antibakteriālais mehānisms ir šāds:

Grafēna antibakteriālais mehānismsir plaši pētīta starptautiska sadarbības komanda. Tostarp pētnieki no Ķīnas Zinātņu akadēmijas, IBM Vatsona pētniecības centra un Kolumbijas universitātes. Viņi ir guvuši ievērojamus panākumus, pētot grafēna un baktēriju šūnu membrānu mijiedarbības molekulāros mehānismus. Jaunākie raksti par šo tēmu ir publicēti žurnālā “Nature Nanotechnology”.

Saskaņā ar komandas pētījumiem grafēnam ir spēja izjaukt baktēriju šūnu membrānas, izraisot intracelulāro vielu noplūdi un baktēriju nāvi. Šis atklājums liecina, ka grafēns varētu kalpot kā nerezistenta fiziska "antibiotika". Pētījums arī atklāj, ka grafēns ne tikai ievietojas baktēriju šūnu membrānās, izraisot griezumus, bet arī ekstrahē fosfolipīdu molekulas tieši no membrānas, tādējādi izjaucot membrānas struktūru un nogalinot baktērijas. Elektronu mikroskopijas eksperimenti ir snieguši tiešus pierādījumus par plašām tukšumu struktūrām baktēriju šūnu membrānās pēc mijiedarbības ar oksidētu grafēnu, atbalstot teorētiskos aprēķinus. Šī lipīdu molekulu ekstrakcijas un membrānas izjaukšanas parādība piedāvā jaunu molekulāru mehānismu, lai izprastu nanomateriālu citotoksicitāti un antibakteriālo aktivitāti. Tas arī veicinās turpmāku izpēti par grafēna nanomateriālu bioloģisko ietekmi un to pielietojumu biomedicīnā.

 

Grafēna antibakteriālais pielietojums zobu suku rūpniecībā:

 

Pateicoties iepriekšminētajām grafēna kompozītmateriālu priekšrocībām, grafēna antibakteriālais mehānisms un pielietojums ir izraisījis lielu pētnieku un saistīto nozaru profesionāļu interesi.

Grafēna antibakteriālas zobu birstes, ieviesaMARBON grupa izmanto īpaši izstrādātus sarus, kas izgatavoti no grafēna nanokompozītmateriāliem. Tādējādi tas var efektīvi kavēt baktēriju augšanu un vairošanos, tādējādi samazinot mutes dobuma slimību risku.

Sari ir mīksti, bet elastīgi, ļaujot maigi tīrīt zobus un smaganas, vienlaikus aizsargājot emalju un smaganu veselību. Zobu birstei ir arī ergonomisks roktura dizains, kas nodrošina ērtu satvērienu un ērtu lietošanu.

Mēs esam pārliecināti, ka šī antibakteriālā zobu birste nodrošinās izcilu mutes dobuma kopšanas pieredzi. Tas var efektīvi noņemt zobu aplikumu un pārtikas atliekas. Turklāt tas nodrošina ilgstošu antibakteriālu aizsardzību, nodrošinot, ka jūsu mutes dobums paliek svaigs un veselīgs.

 

 

Secinājums:

Grafēna antibakteriālās zobu birstes ir jaunākais sasniegums grafēna materiālu lietošanā antibakteriālajā jomā. Ar savu milzīgo potenciālu grafēna antibakteriālās zobu birstes ir radītas, lai radītu revolūciju mutes kopšanā, nodrošinot indivīdiem veselīgāku un ērtāku mutes dobuma kopšanas pieredzi. Grafēna materiālu izpētei progresējot, grafēna antibakteriālajām zobu birstēm būs arvien lielāka nozīme mutes veselības un labsajūtas veicināšanā.