Usna šupljina složen je mikroekosustav s preko 23 000 vrsta bakterija koje u njoj žive.U određenim situacijama te bakterije mogu izravno uzrokovati oralne bolesti, pa čak i utjecati na cjelokupno zdravlje. Međutim, uporaba antibiotika predstavlja različite probleme, uključujući brzu razgradnju lijeka, oslobađanje i razvoj otpornosti na antibiotike. Posljednjih se godina fokus istraživanja pomaknuo prema razvoju kompozitnih materijala s izvrsnim antimikrobnim svojstvima korištenjem nanomaterijala. Trenutačno se na tržištu često koriste antibakterijski materijali na bazi nanosrebrnih iona i antibakterijski materijali na bazi grafena.U ovom ćemo članku predstaviti antibakterijski mehanizam i primjenu grafena u industriji četkica za zube.
Grafen je dvodimenzionalni ugljikov nanomaterijal sastavljen od ugljikovih atoma raspoređenih u heksagonalnu rešetku sa sp2 hibridiziranim orbitalama.Njegovi derivati uključuju grafen (G), grafen oksid (GO) i reducirani grafen oksid (rGO). Posjeduju jedinstvene trodimenzionalne površinske kemijske strukture i oštre fizičke rubne strukture. Istraživanja su pokazala izvanredna antibakterijska svojstva i biokompatibilnost grafena, kao i njegovih derivata. Štoviše, služe kao idealni nosači za antimikrobna sredstva, što ih čini vrlo obećavajućim za različite primjene u oralnim antimikrobnim poljima.
Prednostiantibakterijski materijali od grafena
- Sigurnost i ekološki prihvatljivost, netoksičan: Dugotrajna uporaba nanosrebra može izazvati zabrinutost zbog sigurnostipotencijalna akumulacija i migracija. Visoke koncentracije srebra mogu biti vrlo štetne za ljude i sisavce, jer može ući u mitohondrije, embrije, jetru, krvožilni sustav i druge dijelove tijela putem disanja. Studije su pokazale da čestice nanosrebra pokazuju veću toksičnost u usporedbi s nanočesticama drugih metala kao što su aluminij i zlato. Kao rezultat toga, Europska unija zadržava oprezan stav u pogledu primjene nanosrebrnih antimikrobnih materijala.Nasuprot tome, antimikrobni materijali na bazi grafena koriste višestruke sinergističke mehanizme fizičke sterilizacije, kao što su "nano-noževi". Oni mogu potpuno uništiti i inhibirati rast bakterijabez ikakve kemijske toksičnosti. Ovi se materijali neprimjetno integriraju s polimernim materijalima, kako bi se osiguralobez materijalnog odvajanja ili seobe. Sigurnost i stabilnost materijala na bazi grafena dobro je zajamčena. Na primjer, u praktičnim primjenama proizvoda, PE (polietilenske) folije/vrećice za konzerviranje hrane dobile su certifikat za usklađenost s prehrambenim proizvodima prema Uredbi (EU) 2020/1245 u Europskoj uniji.
- Dugoročna stabilnost: Materijali na bazi grafena pokazuju vrhunsku stabilnost i izdržljivost, pružajućidugotrajan antimikrobni učinak preko 10 godina. To osigurava da njihova antimikrobna svojstva ostaju učinkovita tijekom duljeg razdoblja uporabe, što ih čini prikladnima za dugoročnu primjenu u proizvodima za oralnu higijenu.
- Biokompatibilnost i sigurnost:Grafen, kao dvodimenzionalni materijal na bazi ugljika, pokazuje izvrsnu biokompatibilnost i sigurnost. Kompatibilan je s raznim materijalima na bazi smole i može se sigurno koristiti u proizvodima za oralnu njegu bez izazivanja bilo kakvih štetnih učinaka na oralna tkiva ili cjelokupno zdravlje.
- Djelovanje širokog spektra:Materijali na bazi grafena pokazuju antimikrobno djelovanje širokog spektra,sposobni za ciljanje širokog spektra bakterija, uključujući Gram-pozitivne i Gram-negativne sojeve. Pokazali suantibakterijske stope od 99,9%protiv Escherichie coli, Staphylococcus aureusa i Candide albicans. To ih čini svestranim i primjenjivim u različitim stanjima oralnog zdravlja.
Antibakterijski mehanizam grafena je kako slijedi:
Antibakterijski mehanizam grafenaje opsežno proučavao međunarodni tim za suradnju. Uključujući istraživače s Kineske akademije znanosti, IBM Watson istraživačkog centra i Sveučilišta Columbia. Ostvarili su značajan napredak u proučavanju molekularnih mehanizama interakcije između grafena i staničnih membrana bakterija. Nedavni radovi na ovu temu objavljeni su u časopisu “Nature Nanotechnology”.
Prema istraživanju tima, grafen ima sposobnost poremetiti stanične membrane bakterija, što dovodi do istjecanja unutarstaničnih tvari i smrti bakterija. Ovo otkriće sugerira da bi grafen potencijalno mogao poslužiti kao neotporan fizički "antibiotik". Studija dalje otkriva da se grafen ne samo umeće u bakterijske stanične membrane, uzrokujući posjekotine, već i ekstrahira fosfolipidne molekule izravno iz membrane, na taj način narušavajući strukturu membrane i ubijajući bakterije. Eksperimenti elektronskom mikroskopijom pružili su izravne dokaze opsežnih praznih struktura u membranama bakterijskih stanica nakon interakcije s oksidiranim grafenom, podupirući teoretske izračune. Ovaj fenomen ekstrakcije lipidnih molekula i razaranja membrane nudi novi molekularni mehanizam za razumijevanje citotoksičnosti i antibakterijskog djelovanja nanomaterijala. Također će olakšati daljnja istraživanja bioloških učinaka grafenskih nanomaterijala i njihove primjene u biomedicini.
Antibakterijska primjena grafena u industriji četkica za zube:
Zbog gore navedenih prednosti grafenskih kompozitnih materijala, antibakterijski mehanizam i primjena grafena privukli su veliko zanimanje istraživača i stručnjaka u povezanim industrijama.
Grafenske antibakterijske četkice za zube, predstavioGrupa MARBON, koristi posebno dizajnirane čekinje izrađene od grafenskih nanokompozitnih materijala. Tako može učinkovito spriječiti rast i razmnožavanje bakterija, čime se smanjuje rizik od oralnih bolesti.
Čekinje su mekane, ali otporne, omogućuju nježno čišćenje zubi i desni, a istovremeno štite caklinu i zdravlje desni. Četkica za zube također ima ergonomski dizajn ručke koji omogućuje udobno držanje i praktičnu upotrebu.
Čvrsto vjerujemo da će ova antibakterijska četkica za zube pružiti iznimno iskustvo oralne njege. Može učinkovito ukloniti zubni plak i ostatke hrane. Osim toga, pruža dugotrajnu antibakterijsku zaštitu, osiguravajući da vaša usna šupljina ostane svježa i zdrava.
Zaključak:
Grafenske antibakterijske četkice za zube predstavljaju najnoviji napredak u primjeni grafenskih materijala u antibakterijskom području. Sa svojim golemim potencijalom, grafenske antibakterijske četkice za zube spremne su revolucionirati oralnu njegu, pružajući pojedincima zdravije i ugodnije iskustvo oralne njege. Kako istraživanje grafenskih materijala bude napredovalo, antibakterijske četkice za zube s grafenom imat će sve značajniju ulogu u promicanju oralnog zdravlja i dobrobiti.
Vrijeme objave: 02. svibnja 2024