Графенски антибактеријски механизам и примена

Усна шупљина је сложен микроекосистем са преко 23.000 врста бактерија које је насељавају.У одређеним ситуацијама, ове бактерије могу директно изазвати оралне болести, па чак и утицати на опште здравље. Међутим, употреба антибиотика представља различите проблеме, укључујући брзу деградацију лека, ослобађање и развој резистенције на антибиотике. Последњих година, фокус истраживања се померио ка развоју композитних материјала са одличним антимикробним својствима користећи наноматеријале. Тренутно се на тржишту обично користе антибактеријски материјали на бази јона наносребра и антибактеријски материјали на бази графена.У овом чланку ћемо представити графенски антибактеријски механизам и примену у индустрији четкица за зубе.

 

Графен је дводимензионални угљенични наноматеријал састављен од атома угљеника распоређених у хексагоналну решетку са сп2 хибридизованим орбиталама.Његови деривати укључују графен (Г), графен оксид (ГО) и редуковани графен оксид (рГО). Они поседују јединствене тродимензионалне површинске хемијске структуре и оштре физичке структуре ивица. Истраживања су показала изузетна антибактеријска својства и биокомпатибилност графена као и његових деривата. Штавише, они служе као идеални носачи за антимикробне агенсе, што их чини веома обећавајућим за различите примене у оралним антимикробним пољима.

Предности одграфен антибактеријски материјали

1. Безбедност и еколошка прихватљивост, нетоксичан: Продужена употреба наносребра може изазвати забринутост за безбедност збогпотенцијална акумулација и миграција. Високе концентрације сребра могу бити веома штетне за људе и сисаре, јер може ући у митохондрије, ембрионе, јетру, циркулаторни систем и друге делове тела кроз дисање. Студије су показале да честице наносребра показују већу токсичност у поређењу са другим металним наночестицама као што су алуминијум и злато. Као резултат тога, Европска унија задржава опрезан став у погледу примене наносребрних антимикробних материјала.Насупрот томе, антимикробни материјали на бази графена користе вишеструке синергистичке механизме физичке стерилизације, као што су „нано ножеви“. Они могу потпуно уништити и инхибирати раст бактеријабез икакве хемијске токсичности. Ови материјали се неприметно интегришу са полимерним материјалима, како би се осигуралонема материјалног одвајања или сеобе. Сигурност и стабилност материјала на бази графена су добро загарантовани. На пример, у практичним применама производа, ПЕ (полиетиленске) фолије/кесе за конзервацију хране на бази графена су добиле сертификат за усаглашеност са прехрамбеним стандардима у складу са Уредбом (ЕУ) 2020/1245 у Европској унији.
2. Дугорочна стабилност: Материјали на бази графена показују врхунску стабилност и издржљивост, обезбеђујућидуготрајан антимикробни ефекат преко 10 година. Ово осигурава да њихова антимикробна својства остају ефикасна током дужег периода употребе, што их чини погодним за дуготрајну примену у производима за оралну хигијену.
3. Биокомпатибилност и безбедност:Графен, као дводимензионални материјал на бази угљеника, показује одличну биокомпатибилност и сигурност. Компатибилан је са различитим материјалима на бази смоле и може се безбедно користити у производима за оралну негу без изазивања штетних ефеката на орално ткиво или опште здравље.
4. Активност широког спектра:Материјали на бази графена показују антимикробну активност широког спектра,способан да циља широк спектар бактерија, укључујући и Грам-позитивне и Грам-негативне сојеве. Они су показалиантибактеријска стопа од 99,9%против Есцхерицхиа цоли, Стапхилоцоццус ауреус и Цандида албицанс. То их чини разноврсним и применљивим у различитим оралним здравственим стањима.

 

Антибактеријски механизам графена је како следи:

Антибактеријски механизам графенаје опсежно проучаван од стране међународног колаборативног тима. Укључујући истраживаче из Кинеске академије наука, ИБМ Ватсон Ресеарцх Центер и Колумбијског универзитета. Они су постигли значајан напредак у проучавању молекуларних механизама интеракције између графена и мембрана бактеријских ћелија. Недавни радови на ову тему објављени су у часопису „Натуре Нанотецхнологи“.

Према истраживању тима, графен има способност да поремети ћелијске мембране бактерија, што доводи до цурења интрацелуларних супстанци и смрти бактерија. Ово откриће сугерише да би графен потенцијално могао да послужи као нерезистентан физички „антибиотик“. Студија даље открива да се графен не само убацује у ћелијске мембране бактерија, изазивајући посекотине, већ и екстрахује фосфолипидне молекуле директно из мембране, чиме нарушава структуру мембране и убија бактерије. Експерименти са електронском микроскопијом пружили су директне доказе о екстензивним празним структурама у мембранама бактеријских ћелија након интеракције са оксидованим графеном, подржавајући теоријске прорачуне. Овај феномен екстракције молекула липида и поремећаја мембране нуди нови молекуларни механизам за разумевање цитотоксичности и антибактеријске активности наноматеријала. Такође ће олакшати даља истраживања о биолошким ефектима наноматеријала графена и њиховој примени у биомедицини.

 

Антибактеријска примена графена у индустрији четкица за зубе:

 

Због горе наведених предности композитних материјала графена, антибактеријски механизам и примена графена привукли су велико интересовање истраживача и професионалаца у сродним индустријама.

Графенске антибактеријске четкице за зубе, увеоМАРБОН група, користи специјално дизајниране чекиње направљене од нанокомпозитних материјала графена. Тако може ефикасно инхибирати раст и репродукцију бактерија, чиме се смањује ризик од оралних болести.

Чекиње су меке, али еластичне, омогућавајући нежно чишћење зуба и десни, истовремено штитећи здравље глеђи и десни. Четкица за зубе такође има ергономски дизајн ручке који омогућава удобно држање и згодну употребу.

Чврсто верујемо да ће ова антибактеријска четкица за зубе пружити изузетно искуство оралне неге. Може ефикасно уклонити зубни плак и остатке хране. Поред тога, пружа дуготрајну антибактеријску заштиту, осигуравајући да ваша усна шупљина остане свежа и здрава.

 

 

Закључак:

Графенске антибактеријске четкице за зубе представљају најновији напредак у примени графенских материјала у антибактеријској области. Са својим огромним потенцијалом, графенске антибактеријске четкице за зубе су постављене да револуционишу оралну негу, пружајући појединцима здравије и удобније искуство оралне неге. Како истраживања материјала графена буду напредовала, графенске антибактеријске четкице за зубе ће играти све значајнију улогу у промовисању оралног здравља и благостања.