Η στοματική κοιλότητα είναι ένα πολύπλοκο μικροοικοσύστημα με πάνω από 23.000 είδη βακτηρίων να την αποικίζουν.Σε ορισμένες περιπτώσεις, αυτά τα βακτήρια μπορούν να προκαλέσουν άμεσα στοματικές ασθένειες και ακόμη και να επηρεάσουν τη συνολική υγεία. Ωστόσο, η χρήση αντιβιοτικών παρουσιάζει διάφορα ζητήματα, συμπεριλαμβανομένης της ταχείας αποικοδόμησης του φαρμάκου, της απελευθέρωσης και της ανάπτυξης ανθεκτικότητας στα αντιβιοτικά. Τα τελευταία χρόνια, η εστίαση της έρευνας έχει μετατοπιστεί προς την ανάπτυξη σύνθετων υλικών με εξαιρετικές αντιμικροβιακές ιδιότητες χρησιμοποιώντας νανοϋλικά. Επί του παρόντος, στην αγορά χρησιμοποιούνται συνήθως αντιβακτηριακά υλικά με βάση τα ιόντα νανοαργυρίου και αντιβακτηριακά υλικά με βάση το γραφένιο.Σε αυτό το άρθρο, θα εισαγάγουμε τον αντιβακτηριακό μηχανισμό και την εφαρμογή του γραφενίου στη βιομηχανία οδοντόβουρτσας.
Το γραφένιο είναι ένα δισδιάστατο νανοϋλικό άνθρακα που αποτελείται από άτομα άνθρακα διατεταγμένα σε ένα εξαγωνικό πλέγμα με υβριδισμένα τροχιακά sp2.Τα παράγωγά του περιλαμβάνουν γραφένιο (G), οξείδιο γραφενίου (GO) και ανηγμένο οξείδιο γραφενίου (rGO). Διαθέτουν μοναδικές τρισδιάστατες επιφανειακές χημικές δομές και αιχμηρές δομές φυσικών άκρων. Η έρευνα έχει αποδείξει τις εξαιρετικές αντιβακτηριακές ιδιότητες και τη βιοσυμβατότητα του γραφενίου καθώς και των παραγώγων του. Επιπλέον, χρησιμεύουν ως ιδανικοί φορείς για αντιμικροβιακούς παράγοντες, καθιστώντας τους πολλά υποσχόμενους για διάφορες εφαρμογές σε στοματικά αντιμικροβιακά πεδία.
Τα πλεονεκτήματα τουαντιβακτηριακά υλικά γραφενίου
- Ασφάλεια και φιλικότητα προς το περιβάλλον, μη τοξικό: Η παρατεταμένη χρήση νανοαργύρου μπορεί να εγείρει ανησυχίες για την ασφάλεια λόγωπιθανή συσσώρευση και μετανάστευση. Οι υψηλές συγκεντρώσεις αργύρου μπορεί να είναι εξαιρετικά επιβλαβείς για τον άνθρωπο και τα θηλαστικά, καθώς μπορεί να εισέλθει στα μιτοχόνδρια, τα έμβρυα, το ήπαρ, το κυκλοφορικό σύστημα και άλλα μέρη του σώματος μέσω της αναπνοής. Μελέτες έχουν δείξει ότι τα σωματίδια νανοαργύρου παρουσιάζουν ισχυρότερη τοξικότητα σε σύγκριση με άλλα μεταλλικά νανοσωματίδια όπως το αλουμίνιο και ο χρυσός. Ως αποτέλεσμα, η Ευρωπαϊκή Ένωση διατηρεί μια προσεκτική στάση όσον αφορά την εφαρμογή αντιμικροβιακών υλικών από νανοάργυρο.Αντίθετα, τα αντιμικροβιακά υλικά με βάση το γραφένιο χρησιμοποιούν πολλαπλούς συνεργιστικούς μηχανισμούς φυσικής αποστείρωσης, όπως τα «νανομαχαίρια». Μπορούν να καταστρέψουν εντελώς και να αναστείλουν την ανάπτυξη βακτηρίωνχωρίς καμία χημική τοξικότητα. Αυτά τα υλικά ενσωματώνονται άψογα με πολυμερή υλικά, έτσι ώστε να διασφαλίζεταικαμία υλική απόσπαση ή μετανάστευση. Η ασφάλεια και η σταθερότητα των υλικών με βάση το γραφένιο είναι καλά εγγυημένα. Για παράδειγμα, σε πρακτικές εφαρμογές προϊόντων, οι μεμβράνες/σακούλες συντήρησης τροφίμων από πολυαιθυλένιο (πολυαιθυλένιο) με βάση το γραφένιο έχουν λάβει πιστοποίηση για συμμόρφωση με την κατηγορία τροφίμων σύμφωνα με τον Κανονισμό (ΕΕ) 2020/1245 στην Ευρωπαϊκή Ένωση.
- Μακροπρόθεσμη σταθερότητα: Τα υλικά με βάση το γραφένιο επιδεικνύουν ανώτερη σταθερότητα και ανθεκτικότητα, παρέχονταςμακροχρόνια αντιμικροβιακή δράση για πάνω από 10 χρόνια. Αυτό διασφαλίζει ότι οι αντιμικροβιακές τους ιδιότητες παραμένουν αποτελεσματικές για παρατεταμένες περιόδους χρήσης, καθιστώντας τα κατάλληλα για μακροχρόνιες εφαρμογές σε προϊόντα στοματικής υγιεινής.
- Βιοσυμβατότητα και ασφάλεια:Το γραφένιο, ως δισδιάστατο υλικό με βάση τον άνθρακα, παρουσιάζει εξαιρετική βιοσυμβατότητα και ασφάλεια. Είναι συμβατό με μια ποικιλία υλικών με βάση τη ρητίνη και μπορεί να χρησιμοποιηθεί με ασφάλεια σε προϊόντα στοματικής φροντίδας χωρίς να προκαλέσει δυσμενείς επιπτώσεις στους στοματικούς ιστούς ή στη συνολική υγεία.
- Δραστηριότητα ευρέος φάσματος:Τα υλικά με βάση το γραφένιο παρουσιάζουν ευρέως φάσματος αντιμικροβιακή δράση,ικανό να στοχεύει ένα ευρύ φάσμα βακτηρίων, συμπεριλαμβανομένων τόσο των θετικών όσο και των αρνητικών κατά Gram στελεχών. Έχουν δείξειαντιβακτηριακά ποσοστά 99,9%κατά των Escherichia coli, Staphylococcus aureus και Candida albicans. Αυτό τα καθιστά ευέλικτα και εφαρμόσιμα σε διάφορες καταστάσεις στοματικής υγείας.
Ο αντιβακτηριακός μηχανισμός γραφενίου έχει ως εξής:
Ο αντιβακτηριακός μηχανισμός του γραφενίουέχει μελετηθεί εκτενώς από μια διεθνή ομάδα συνεργασίας. Συμπεριλαμβανομένων των ερευνητών από την Κινεζική Ακαδημία Επιστημών, το Ερευνητικό Κέντρο IBM Watson και το Πανεπιστήμιο Κολούμπια. Έχουν σημειώσει σημαντική πρόοδο στη μελέτη των μοριακών μηχανισμών της αλληλεπίδρασης μεταξύ γραφενίου και βακτηριακών κυτταρικών μεμβρανών. Πρόσφατες εργασίες σχετικά με αυτό το θέμα έχουν δημοσιευθεί στο περιοδικό «Nature Nanotechnology».
Σύμφωνα με την έρευνα της ομάδας, το γραφένιο έχει την ικανότητα να διαταράσσει τις βακτηριακές κυτταρικές μεμβράνες, οδηγώντας σε διαρροή ενδοκυτταρικών ουσιών και βακτηριακό θάνατο. Αυτή η ανακάλυψη υποδηλώνει ότι το γραφένιο θα μπορούσε ενδεχομένως να χρησιμεύσει ως ένα μη ανθεκτικό φυσικό «αντιβιοτικό». Η μελέτη αποκαλύπτει περαιτέρω ότι το γραφένιο όχι μόνο εισάγεται σε βακτηριακές κυτταρικές μεμβράνες, προκαλώντας κοψίματα, αλλά εξάγει μόρια φωσφολιπιδίων απευθείας από τη μεμβράνη, διαταράσσοντας έτσι τη δομή της μεμβράνης και σκοτώνοντας βακτήρια. Τα πειράματα με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο έχουν παράσχει άμεσες ενδείξεις για εκτεταμένες δομές κενών σε βακτηριακές κυτταρικές μεμβράνες μετά από αλληλεπίδραση με οξειδωμένο γραφένιο, υποστηρίζοντας τους θεωρητικούς υπολογισμούς. Αυτό το φαινόμενο της εκχύλισης λιπιδικού μορίου και της διάσπασης της μεμβράνης προσφέρει έναν νέο μοριακό μηχανισμό για την κατανόηση της κυτταροτοξικότητας και της αντιβακτηριακής δράσης των νανοϋλικών. Θα διευκολύνει επίσης την περαιτέρω έρευνα σχετικά με τις βιολογικές επιδράσεις των νανοϋλικών γραφενίου και τις εφαρμογές τους στη βιοϊατρική.
Η αντιβακτηριδιακή εφαρμογή γραφενίου στη βιομηχανία οδοντόβουρτσας:
Λόγω των παραπάνω πλεονεκτημάτων των σύνθετων υλικών γραφενίου, ο αντιβακτηριακός μηχανισμός και η εφαρμογή του γραφενίου έχουν προσελκύσει μεγάλο ενδιαφέρον από ερευνητές και επαγγελματίες σε συναφείς βιομηχανίες.
Αντιβακτηριδιακές οδοντόβουρτσες γραφενίου, που εισήγαγεΗ ομάδα MARBON, χρησιμοποιεί ειδικά σχεδιασμένες τρίχες κατασκευασμένες από νανοσύνθετα υλικά γραφενίου. Έτσι μπορεί να αναστείλει αποτελεσματικά την ανάπτυξη και την αναπαραγωγή βακτηρίων, μειώνοντας έτσι τον κίνδυνο στοματικών παθήσεων.
Οι τρίχες είναι μαλακές αλλά ελαστικές, επιτρέποντας τον απαλό καθαρισμό των δοντιών και των ούλων ενώ προστατεύουν την υγεία του σμάλτου και των ούλων. Η οδοντόβουρτσα διαθέτει επίσης εργονομικό σχεδιασμό λαβής που παρέχει άνετο κράτημα και άνετη χρήση.
Πιστεύουμε ακράδαντα ότι αυτή η αντιβακτηριδιακή οδοντόβουρτσα θα προσφέρει μια εξαιρετική εμπειρία στοματικής φροντίδας. Μπορεί να αφαιρέσει αποτελεσματικά την οδοντική πλάκα και τα υπολείμματα τροφών. Επιπλέον, παρέχει μακροχρόνια αντιβακτηριακή προστασία, διασφαλίζοντας ότι η στοματική σας κοιλότητα παραμένει φρέσκια και υγιής.
Σύναψη:
Οι αντιβακτηριδιακές οδοντόβουρτσες γραφενίου αντιπροσωπεύουν την τελευταία πρόοδο στην εφαρμογή υλικών γραφενίου στον αντιβακτηριακό τομέα. Με τις τεράστιες δυνατότητές τους, οι αντιβακτηριδιακές οδοντόβουρτσες γραφενίου πρόκειται να φέρουν επανάσταση στη στοματική φροντίδα, παρέχοντας στα άτομα μια πιο υγιεινή και άνετη εμπειρία στοματικής φροντίδας. Καθώς η έρευνα για το υλικό γραφενίου προχωρά, οι αντιβακτηριδιακές οδοντόβουρτσες γραφενίου θα διαδραματίζουν όλο και πιο σημαντικό ρόλο στην προαγωγή της στοματικής υγείας και ευεξίας.
Ώρα δημοσίευσης: Μάιος-02-2024