De mondholte is een complex micro-ecosysteem met meer dan 23.000 soorten bacteriën die de mondholte koloniseren.In bepaalde situaties kunnen deze bacteriën rechtstreeks mondziekten veroorzaken en zelfs de algehele gezondheid beïnvloeden. Het gebruik van antibiotica brengt echter verschillende problemen met zich mee, waaronder de snelle afbraak van geneesmiddelen, de afgifte ervan en de ontwikkeling van antibioticaresistentie. De afgelopen jaren is de onderzoeksfocus verschoven naar de ontwikkeling van composietmaterialen met uitstekende antimicrobiële eigenschappen met behulp van nanomaterialen. Momenteel worden op nanozilverionen gebaseerde antibacteriële materialen en op grafeen gebaseerde antibacteriële materialen vaak op de markt gebruikt.In dit artikel introduceren we het antibacteriële mechanisme en de toepassing van grafeen in de tandenborstelindustrie.
Grafeen is een tweedimensionaal koolstofnanomateriaal dat bestaat uit koolstofatomen gerangschikt in een hexagonaal rooster met sp2-gehybridiseerde orbitalen.De derivaten ervan omvatten grafeen (G), grafeenoxide (GO) en gereduceerd grafeenoxide (rGO). Ze bezitten unieke driedimensionale chemische oppervlaktestructuren en scherpe fysieke randstructuren. Onderzoek heeft de uitstekende antibacteriële eigenschappen en biocompatibiliteit van grafeen en zijn derivaten aangetoond. Bovendien dienen ze als ideale dragers voor antimicrobiële middelen, waardoor ze zeer veelbelovend zijn voor verschillende toepassingen op het gebied van orale antimicrobiële stoffen.
De voordelen vangrafeen antibacteriële materialen
- Veiligheid en milieuvriendelijkheid, niet giftig: Langdurig gebruik van nanozilver kan veiligheidsproblemen veroorzakenpotentiële accumulatie en migratie. Hoge concentraties zilver kunnen zeer schadelijk zijn voor mensen en zoogdieren, omdat het via ademhaling de mitochondriën, embryo's, lever, bloedsomloop en andere delen van het lichaam kan binnendringen. Studies hebben aangetoond dat nanozilverdeeltjes een sterkere toxiciteit vertonen vergeleken met andere metalen nanodeeltjes zoals aluminium en goud. Als gevolg hiervan handhaaft de Europese Unie een voorzichtige houding ten aanzien van de toepassing van antimicrobiële nanozilvermaterialen.In tegenstellingmaken op grafeen gebaseerde antimicrobiële materialen gebruik van meerdere synergetische fysieke sterilisatiemechanismen, zoals ‘nano-messen’. Ze kunnen de bacteriegroei volledig vernietigen en remmenzonder enige chemische toxiciteit. Deze materialen integreren naadloos met polymeermaterialen, om dit te garanderengeen materiële onthechting of migratie. De veiligheid en stabiliteit van op grafeen gebaseerde materialen zijn goed gegarandeerd. In praktische producttoepassingen hebben op grafeen gebaseerde PE (polyethyleen) voedselconserveringsfilms/-zakken bijvoorbeeld een certificering verkregen voor naleving van voedselkwaliteit volgens Verordening (EU) 2020/1245 in de Europese Unie.
- Stabiliteit op lange termijn: Op grafeen gebaseerde materialen tonen superieure stabiliteit en duurzaamheideen langdurig antimicrobieel effect gedurende meer dan 10 jaar. Dit zorgt ervoor dat hun antimicrobiële eigenschappen effectief blijven gedurende langere gebruiksperioden, waardoor ze geschikt zijn voor langdurige toepassingen in mondhygiëneproducten.
- Biocompatibiliteit en veiligheid:Grafeen vertoont als tweedimensionaal koolstofgebaseerd materiaal uitstekende biocompatibiliteit en veiligheid. Het is compatibel met een verscheidenheid aan materialen op harsbasis en kan veilig worden gebruikt in mondverzorgingsproducten zonder nadelige effecten op het mondweefsel of de algehele gezondheid te veroorzaken.
- Breedspectrumactiviteit:Op grafeen gebaseerde materialen vertonen een breed spectrum antimicrobiële activiteit,kan zich richten op een breed scala aan bacteriën, inclusief zowel Gram-positieve als Gram-negatieve stammen. Ze hebben getoondantibacteriële tarieven van 99,9%tegen Escherichia coli, Staphylococcus aureus en Candida albicans. Dit maakt ze veelzijdig en toepasbaar bij verschillende mondgezondheidsproblemen.
Het antibacteriële mechanisme van grafeen is als volgt:
Het antibacteriële mechanisme van grafeenis uitgebreid bestudeerd door een internationaal samenwerkingsteam. Inclusief de onderzoekers van de Chinese Academie van Wetenschappen, IBM Watson Research Center en Columbia University. Ze hebben aanzienlijke vooruitgang geboekt bij het bestuderen van de moleculaire mechanismen van de interactie tussen grafeen en bacteriële celmembranen. Recente artikelen over dit onderwerp zijn gepubliceerd in het tijdschrift ‘Nature Nanotechnology’.
Volgens het onderzoek van het team heeft grafeen het vermogen om bacteriële celmembranen te verstoren, wat leidt tot het lekken van intracellulaire stoffen en bacteriële dood. Deze ontdekking suggereert dat grafeen mogelijk zou kunnen dienen als een niet-resistent fysiek ‘antibioticum’. Uit het onderzoek blijkt verder dat grafeen zich niet alleen in de bacteriële celmembranen nestelt en snijwonden veroorzaakt, maar ook fosfolipidemoleculen rechtstreeks uit het membraan extraheert, waardoor de membraanstructuur wordt verstoord en bacteriën worden gedood. Elektronenmicroscopie-experimenten hebben direct bewijs geleverd van uitgebreide lege structuren in bacteriële celmembranen na interactie met geoxideerd grafeen, wat de theoretische berekeningen ondersteunt. Dit fenomeen van extractie van lipidemoleculen en membraanverstoring biedt een nieuw moleculair mechanisme voor het begrijpen van de cytotoxiciteit en antibacteriële activiteit van nanomaterialen. Het zal ook verder onderzoek naar de biologische effecten van grafeen-nanomaterialen en hun toepassingen in de biogeneeskunde vergemakkelijken.
De antibacteriële toepassing van grafeen in de tandenborstelindustrie:
Vanwege de bovengenoemde voordelen van grafeencomposietmaterialen hebben het antibacteriële mechanisme en de toepassing van grafeen grote belangstelling getrokken van onderzoekers en professionals in aanverwante industrieën.
Grafeen antibacteriële tandenborstels, geïntroduceerd doorMARBON-groep, maakt gebruik van speciaal ontworpen borstelharen gemaakt van grafeen nanocomposietmaterialen. Het kan dus effectief de groei en reproductie van bacteriën remmen, waardoor het risico op mondziekten wordt verminderd.
De borstelharen zijn zacht en toch veerkrachtig, waardoor een zachte reiniging van tanden en tandvlees mogelijk is en tegelijkertijd de gezondheid van het glazuur en het tandvlees wordt beschermd. De tandenborstel heeft ook een ergonomisch handvatontwerp dat zorgt voor een comfortabele grip en gemakkelijk gebruik.
Wij zijn ervan overtuigd dat deze antibacteriële tandenborstel een uitzonderlijke mondverzorgingservaring zal bieden. Het kan effectief tandplak en voedselresten verwijderen. Bovendien biedt het langdurige antibacteriële bescherming, waardoor uw mondholte fris en gezond blijft.
Conclusie:
Antibacteriële tandenborstels van grafeen vertegenwoordigen de nieuwste vooruitgang in de toepassing van grafeenmaterialen op antibacterieel gebied. Met hun enorme potentieel zullen antibacteriële tandenborstels van grafeen een revolutie teweegbrengen in de mondverzorging, waardoor individuen een gezondere en comfortabelere mondverzorgingservaring krijgen. Naarmate het onderzoek naar grafeenmateriaal vordert, zullen antibacteriële tandenborstels van grafeen een steeds belangrijkere rol spelen bij het bevorderen van de mondgezondheid en het welzijn.
Posttijd: 02 mei 2024