Антыбактэрыйны механізм і прымяненне графена

Ротавая паражніна - гэта складаная мікраэкасістэма, у якой каланізуюць больш за 23 000 відаў бактэрый.У пэўных сітуацыях гэтыя бактэрыі могуць непасрэдна выклікаць захворванні паражніны рота і нават паўплываць на агульны стан здароўя. Тым не менш, выкарыстанне антыбіётыкаў стварае розныя праблемы, у тым ліку хуткую дэградацыю лекаў, вызваленне і развіццё ўстойлівасці да антыбіётыкаў. У апошнія гады фокус даследаванняў зрушыўся ў бок распрацоўкі кампазітных матэрыялаў з выдатнымі антымікробнымі ўласцівасцямі з выкарыстаннем нанаматэрыялаў. У цяперашні час на рынку шырока выкарыстоўваюцца антыбактэрыйныя матэрыялы на аснове іёнаў нанасрэбра і антыбактэрыйныя матэрыялы на аснове графена.У гэтым артыкуле мы пазнаёмім з антыбактэрыйным механізмам і прымяненнем графена ў прамысловасці зубных шчотак.

 

Графен - гэта двухмерны вугляродны нанаматэрыял, які складаецца з атамаў вугляроду, размешчаных у шасцікутнай рашотцы з sp2-гібрыдызаванымі арбіталямі.Яго вытворныя ўключаюць графен (G), аксід графена (GO) і адноўлены аксід графена (rGO). Яны валодаюць унікальнай трохмернай хімічнай структурай паверхні і выразнымі фізічнымі структурамі краёў. Даследаванні прадэманстравалі выдатныя антыбактэрыйныя ўласцівасці і біясумяшчальнасць графена, а таксама яго вытворных. Больш за тое, яны служаць ідэальнымі носьбітамі для антымікробных агентаў, што робіць іх вельмі перспектыўнымі для розных ужыванняў у пероральных антымікробных галінах.

Перавагіграфенавыя антыбактэрыйныя матэрыялы

1. Бяспека і экалагічнасць, не таксічны: Працяглае выкарыстанне нанасрэбра можа выклікаць праблемы бяспекі з-запатэнцыял назапашвання і міграцыі. Высокія канцэнтрацыі срэбра могуць быць вельмі шкоднымі для чалавека і млекакормячых, паколькі яно можа трапляць у мітахондрыі, эмбрыёны, печань, крывяносную сістэму і іншыя часткі цела праз дыханне. Даследаванні паказалі, што часціцы нанасрэбра праяўляюць большую таксічнасць у параўнанні з наначасціцамі іншых металаў, такіх як алюміній і золата. У выніку Еўрапейскі саюз захоўвае асцярожную пазіцыю адносна прымянення антымікробных матэрыялаў з нанасрэбра.У адрозненне, антымікробныя матэрыялы на аснове графена выкарыстоўваюць некалькі сінэргетычных механізмаў фізічнай стэрылізацыі, такіх як «нана-нажы». Яны могуць цалкам знішчыць і душыць рост бактэрыйбез якой-небудзь хімічнай таксічнасці. Гэтыя матэрыялы лёгка інтэгруюцца з палімернымі матэрыяламі, каб забяспечыцьняма матэрыяльнага адрыву або міграцыі. Бяспека і стабільнасць матэрыялаў на аснове графена добра гарантаваныя. Напрыклад, у практычным прымяненні прадуктаў плёнкі/пакеты для кансервавання харчовых прадуктаў на аснове графена на аснове ПЭ (поліэтылену) атрымалі сертыфікат на адпаведнасць харчовым прадуктам у адпаведнасці з Рэгламентам (ЕС) 2020/1245 у Еўрапейскім Саюзе.
2. Доўгатэрміновая стабільнасць: Матэрыялы на аснове графена дэманструюць выдатную стабільнасць і даўгавечнасць, забяспечваючыпрацяглы антымікробны эфект больш за 10 гадоў. Гэта гарантуе, што іх антымікробныя ўласцівасці застаюцца эфектыўнымі на працягу працяглых перыядаў выкарыстання, што робіць іх прыдатнымі для доўгатэрміновага прымянення ў прадуктах гігіены паражніны рота.
3. Біясумяшчальнасць і бяспека:Графен, як двухмерны матэрыял на аснове вугляроду, дэманструе выдатную біясумяшчальнасць і бяспеку. Ён сумяшчальны з рознымі матэрыяламі на аснове смалы і можа бяспечна выкарыстоўвацца ў сродках па догляду за паражніной рота, не выклікаючы адмоўнага ўздзеяння на тканіны паражніны рота або агульны стан здароўя.
4. Шырокі спектр дзеяння:Матэрыялы на аснове графена праяўляюць антымікробную актыўнасць шырокага спектру,здольны нацэльвацца на шырокі спектр бактэрый, уключаючы як грамположительные, так і грамотріцательных штамы. Яны паказаліантыбактэрыйныя паказчыкі 99,9%супраць кішачнай палачкі, залацістага стафілакока і Candida albicans. Гэта робіць іх універсальнымі і прыдатнымі для лячэння розных захворванняў паражніны рота.

 

Антыбактэрыйны механізм графена заключаецца ў наступным:

Антыбактэрыяльны механізм графенабыў шырока вывучаны міжнароднай сумеснай групай. У тым ліку даследчыкі з Кітайскай акадэміі навук, даследчага цэнтра IBM Watson і Калумбійскага універсітэта. Яны дасягнулі значных поспехаў у вывучэнні малекулярных механізмаў ўзаемадзеяння паміж графенам і клеткавымі мембранамі бактэрый. Нядаўнія артыкулы на гэтую тэму былі апублікаваныя ў часопісе «Nature Nanotechnology».

Згодна з даследаваннем каманды, графен валодае здольнасцю разбураць клеткавыя мембраны бактэрый, што прыводзіць да ўцечкі ўнутрыклеткавых рэчываў і гібелі бактэрый. Гэта адкрыццё сведчыць аб тым, што графен патэнцыйна можа служыць у якасці неўстойлівага фізічнага «антыбіётыка». Далей даследаванне паказвае, што графен не толькі ўстаўляецца ў клеткавыя мембраны бактэрый, выклікаючы парэзы, але і здабывае малекулы фасфаліпідаў непасрэдна з мембраны, парушаючы тым самым структуру мембраны і забіваючы бактэрыі. Эксперыменты з дапамогай электроннай мікраскапіі далі прамыя доказы шырокіх пустотных структур у клеткавых мембранах бактэрый пасля ўзаемадзеяння з акісленым графенам, што пацвярджае тэарэтычныя разлікі. Гэта з'ява экстракцыі малекул ліпідаў і разбурэння мембран прапануе новы малекулярны механізм для разумення цытатаксічнасці і антыбактэрыйнай актыўнасці нанаматэрыялаў. Гэта таксама будзе спрыяць далейшым даследаванням біялагічных эфектаў графенавых нанаматэрыялаў і іх прымянення ў біямедыцыне.

 

Антыбактэрыйнае прымяненне графена ў прамысловасці зубных шчотак:

 

Дзякуючы вышэйзгаданым перавагам графенавых кампазітных матэрыялаў, антыбактэрыйны механізм і прымяненне графена выклікалі вялікую цікавасць з боку даследчыкаў і спецыялістаў у сумежных галінах.

Антыбактэрыйныя зубныя шчоткі з графена, прадстаўленаГрупа MARBON выкарыстоўвае спецыяльна распрацаваныя шчацінкі з графенавых нанакампазітных матэрыялаў. Такім чынам, ён можа эфектыўна душыць рост і размнажэнне бактэрый, тым самым зніжаючы рызыку захворванняў паражніны рота.

Шчацінкі мяккія, але пругкія, што дазваляе беражліва чысціць зубы і дзёсны, адначасова абараняючы эмаль і здароўе дзёсен. Зубная шчотка таксама мае эрганамічную ручку, якая забяспечвае зручны захоп і зручнае выкарыстанне.

Мы цвёрда верым, што гэтая антыбактэрыйная зубная шчотка забяспечыць выключны догляд за паражніной рота. Ён можа эфектыўна выдаліць зубной налёт і рэшткі ежы. Акрамя таго, ён забяспечвае працяглую антыбактэрыйную абарону, гарантуючы, што ротавая паражніна застаецца свежай і здаровай.

 

 

Заключэнне:

Графенавыя антыбактэрыйныя зубныя шчоткі ўяўляюць сабой апошняе дасягненне ў галіне прымянення графенавых матэрыялаў у антыбактэрыйнай галіне. Маючы велізарны патэнцыял, графенавыя антыбактэрыйныя зубныя шчоткі павінны зрабіць рэвалюцыю ў сыходзе за паражніной рота, забяспечваючы людзям больш здаровы і камфортны догляд за паражніной рота. Па меры прасоўвання даследаванняў графенавых матэрыялаў антыбактэрыйныя зубныя шчоткі з графена будуць адыгрываць усё большую ролю ў паляпшэнні здароўя паражніны рота і добрага самаадчування.