Устната кухина е сложна микроекосистема с над 23 000 вида бактерии, колонизиращи я.В определени ситуации тези бактерии могат директно да причинят орални заболявания и дори да повлияят на цялостното здраве. Употребата на антибиотици обаче създава различни проблеми, включително бързо разграждане на лекарството, освобождаване и развитие на антибиотична резистентност. През последните години изследователският фокус се измести към разработването на композитни материали с отлични антимикробни свойства, използвайки наноматериали. Понастоящем на пазара често се използват антибактериални материали на основата на наносребърни йони и антибактериални материали на базата на графен.В тази статия ще представим графеновия антибактериален механизъм и приложение в индустрията за четки за зъби.
Графенът е двуизмерен въглероден наноматериал, съставен от въглеродни атоми, подредени в шестоъгълна решетка с sp2 хибридизирани орбитали.Неговите производни включват графен (G), графенов оксид (GO) и редуциран графенов оксид (rGO). Те притежават уникални триизмерни повърхностни химически структури и остри физически ръбови структури. Изследванията демонстрират изключителните антибактериални свойства и биосъвместимостта на графена, както и неговите производни. Освен това те служат като идеални носители за антимикробни агенти, което ги прави многообещаващи за различни приложения в пероралните антимикробни области.
Предимствата награфенови антибактериални материали
- Безопасност и екологичност, нетоксичен: Продължителната употреба на наносребро може да предизвика опасения за безопасността порадипотенциално натрупване и миграция. Високите концентрации на сребро могат да бъдат много вредни за хората и бозайниците, тъй като то може да навлезе в митохондриите, ембрионите, черния дроб, кръвоносните системи и други части на тялото чрез дишане. Проучванията показват, че наносребърните частици проявяват по-силна токсичност в сравнение с други метални наночастици като алуминий и злато. В резултат на това Европейският съюз поддържа предпазлива позиция по отношение на прилагането на наносребърни антимикробни материали.За разлика от, базираните на графен антимикробни материали използват множество синергични механизми за физическа стерилизация, като например „нано-ножове“. Те могат напълно да унищожат и инхибират растежа на бактериитебез никаква химическа токсичност. Тези материали безпроблемно се интегрират с полимерни материали, така че да осигурятбез материално откъсване или миграция. Безопасността и стабилността на базираните на графен материали са добре гарантирани. Например, в практическите приложения на продуктите, базирани на графен PE (полиетилен) фолиа/торбички за консервиране на храни са получили сертификат за съответствие с хранителен клас съгласно Регламент (ЕС) 2020/1245 в Европейския съюз.
- Дългосрочна стабилност: Базираните на графен материали демонстрират превъзходна стабилност и издръжливост, осигурявайкидълготраен антимикробен ефект за повече от 10 години. Това гарантира, че техните антимикробни свойства остават ефективни за продължителни периоди на употреба, което ги прави подходящи за дългосрочно приложение в продукти за орална хигиена.
- Биосъвместимост и безопасност:Графенът, като двуизмерен въглероден материал, показва отлична биосъвместимост и безопасност. Той е съвместим с различни материали на основата на смола и може безопасно да се използва в продукти за грижа за устната кухина, без да причинява неблагоприятни ефекти върху оралните тъкани или цялостното здраве.
- Широкоспектърна активност:Материалите на базата на графен проявяват широкоспектърна антимикробна активност,способен да се насочи към широк спектър от бактерии, включително Грам-положителни и Грам-отрицателни щамове. Те са показалиантибактериални нива от 99,9%срещу Escherichia coli, Staphylococcus aureus и Candida albicans. Това ги прави универсални и приложими при различни заболявания на устната кухина.
Антибактериалният механизъм на графена е както следва:
Антибактериалният механизъм на графенае обстойно проучен от международен екип за сътрудничество. Включително изследователите от Китайската академия на науките, изследователския център на IBM Watson и Колумбийския университет. Те постигнаха значителен напредък в изучаването на молекулярните механизми на взаимодействието между графена и бактериалните клетъчни мембрани. Скорошни статии по тази тема са публикувани в списание „Nature Nanotechnology“.
Според изследването на екипа, графенът има способността да разрушава бактериалните клетъчни мембрани, което води до изтичане на вътреклетъчни вещества и бактериална смърт. Това откритие предполага, че графенът потенциално може да служи като неустойчив физически „антибиотик“. Проучването допълнително разкрива, че графенът не само се вмъква в бактериалните клетъчни мембрани, причинявайки порязвания, но също така извлича фосфолипидните молекули директно от мембраната, като по този начин нарушава структурата на мембраната и убива бактериите. Експериментите с електронна микроскопия предоставиха директни доказателства за обширни празни структури в бактериалните клетъчни мембрани след взаимодействие с окислен графен, подкрепяйки теоретичните изчисления. Това явление на извличане на липидна молекула и разрушаване на мембраната предлага нов молекулярен механизъм за разбиране на цитотоксичността и антибактериалната активност на наноматериалите. Също така ще улесни по-нататъшните изследвания на биологичните ефекти на графеновите наноматериали и техните приложения в биомедицината.
Антибактериалното приложение на графен в индустрията за четки за зъби:
Поради горните предимства на графеновите композитни материали, графеновият антибактериален механизъм и приложение привлякоха голям интерес от изследователи и професионалисти в свързани индустрии.
Графенови антибактериални четки за зъби, въведен отMARBON group, използва специално проектирани четки, направени от графенови нанокомпозитни материали. Така че може ефективно да инхибира растежа и възпроизводството на бактерии, като по този начин намалява риска от орални заболявания.
Четките са меки, но еластични, позволявайки нежно почистване на зъбите и венците, като същевременно предпазват емайла и здравето на венците. Четката за зъби разполага и с ергономичен дизайн на дръжката, който осигурява удобен захват и удобна употреба.
Ние твърдо вярваме, че тази антибактериална четка за зъби ще осигури изключително изживяване в грижата за устната кухина. Може ефективно да премахне зъбната плака и остатъците от храна. Освен това осигурява дълготрайна антибактериална защита, като гарантира, че устната ви кухина остава свежа и здрава.
Заключение:
Антибактериалните четки за зъби с графен представляват най-новото постижение в приложението на графеновите материали в антибактериалната област. Със своя огромен потенциал графеновите антибактериални четки за зъби са настроени да направят революция в грижата за устната кухина, осигурявайки на хората по-здравословно и по-удобно изживяване в грижата за устната кухина. С напредването на изследванията на графеновия материал антибактериалните четки за зъби с графен ще играят все по-важна роля в насърчаването на оралното здраве и благополучие.
Време на публикуване: 2 май 2024 г