Der antibakterielle Mechanismus und die Anwendung von Graphen

Die Mundhöhle ist ein komplexes Mikroökosystem, in dem sich über 23.000 Bakterienarten ansiedeln.In bestimmten Situationen können diese Bakterien direkt Munderkrankungen verursachen und sogar die allgemeine Gesundheit beeinträchtigen. Der Einsatz von Antibiotika birgt jedoch verschiedene Probleme, darunter den schnellen Abbau und die Freisetzung von Arzneimitteln sowie die Entwicklung von Antibiotikaresistenzen. In den letzten Jahren hat sich der Forschungsschwerpunkt auf die Entwicklung von Verbundwerkstoffen mit hervorragenden antimikrobiellen Eigenschaften unter Verwendung von Nanomaterialien verlagert. Derzeit werden auf dem Markt häufig antibakterielle Materialien auf Nanosilberionenbasis und antibakterielle Materialien auf Graphenbasis verwendet.In diesem Artikel stellen wir den antibakteriellen Mechanismus und die Anwendung von Graphen in der Zahnbürstenindustrie vor.

 

Graphen ist ein zweidimensionales Kohlenstoffnanomaterial, das aus Kohlenstoffatomen besteht, die in einem hexagonalen Gitter mit sp2-hybridisierten Orbitalen angeordnet sind.Zu seinen Derivaten gehören Graphen (G), Graphenoxid (GO) und reduziertes Graphenoxid (rGO). Sie verfügen über einzigartige dreidimensionale chemische Oberflächenstrukturen und scharfe physikalische Kantenstrukturen. Die Forschung hat die hervorragenden antibakteriellen Eigenschaften und die Biokompatibilität von Graphen und seinen Derivaten nachgewiesen. Darüber hinaus dienen sie als ideale Träger für antimikrobielle Wirkstoffe, was sie für verschiedene Anwendungen im Bereich oraler antimikrobieller Wirkstoffe äußerst vielversprechend macht.

Die Vorteile vonAntibakterielle Graphenmaterialien

1. Sicherheit und Umweltfreundlichkeit, ungiftig: Eine längere Verwendung von Nanosilber kann Sicherheitsbedenken aufwerfenpotenzielle Akkumulation und Migration. Hohe Silberkonzentrationen können für Menschen und Säugetiere äußerst schädlich sein, da sie über die Atmung in Mitochondrien, Embryonen, Leber, Kreislaufsysteme und andere Körperteile gelangen können. Studien haben gezeigt, dass Nanosilberpartikel im Vergleich zu anderen Metallnanopartikeln wie Aluminium und Gold eine stärkere Toxizität aufweisen. Daher behält die Europäische Union eine vorsichtige Haltung gegenüber der Verwendung antimikrobieller Nanosilbermaterialien bei.Im GegensatzAntimikrobielle Materialien auf Graphenbasis nutzen mehrere synergistische physikalische Sterilisationsmechanismen, wie zum Beispiel „Nanomesser“. Sie können das Bakterienwachstum vollständig zerstören und hemmenohne jegliche chemische Toxizität. Diese Materialien lassen sich nahtlos in Polymermaterialien integrieren, um sicherzustellenkeine materielle Ablösung oder Migration. Die Sicherheit und Stabilität graphenbasierter Materialien ist bestens gewährleistet. In praktischen Produktanwendungen haben beispielsweise Lebensmittelkonservierungsfolien/-beutel aus graphenbasiertem PE (Polyethylen) die Zertifizierung für die Einhaltung der Lebensmittelqualität gemäß der Verordnung (EU) 2020/1245 in der Europäischen Union erhalten.
2. Langzeitstabilität: Materialien auf Graphenbasis weisen eine überragende Stabilität und Haltbarkeit aufeine langanhaltende antimikrobielle Wirkung über 10 Jahre. Dies stellt sicher, dass ihre antimikrobiellen Eigenschaften auch über einen längeren Zeitraum hinweg wirksam bleiben, sodass sie sich für langfristige Anwendungen in Mundhygieneprodukten eignen.
3. Biokompatibilität und Sicherheit:Graphen weist als zweidimensionales Material auf Kohlenstoffbasis eine hervorragende Biokompatibilität und Sicherheit auf. Es ist mit einer Vielzahl von Materialien auf Harzbasis kompatibel und kann sicher in Mundpflegeprodukten verwendet werden, ohne negative Auswirkungen auf das Mundgewebe oder die allgemeine Gesundheit zu haben.
4. Breitspektrum-Aktivität:Materialien auf Graphenbasis weisen eine antimikrobielle Breitbandaktivität auf.ist in der Lage, ein breites Spektrum an Bakterien zu bekämpfen, einschließlich sowohl grampositiver als auch gramnegativer Stämme. Sie haben es gezeigtantibakterielle Raten von 99,9 %gegen Escherichia coli, Staphylococcus aureus und Candida albicans. Dadurch sind sie vielseitig und bei verschiedenen Mundgesundheitsproblemen anwendbar.

 

Der antibakterielle Mechanismus von Graphen ist wie folgt:

Der antibakterielle Mechanismus von Graphenwurde von einem internationalen Kooperationsteam eingehend untersucht. Einschließlich der Forscher der Chinesischen Akademie der Wissenschaften, des IBM Watson Research Center und der Columbia University. Sie haben erhebliche Fortschritte bei der Untersuchung der molekularen Mechanismen der Wechselwirkung zwischen Graphen und bakteriellen Zellmembranen erzielt. Aktuelle Artikel zu diesem Thema wurden in der Fachzeitschrift „Nature Nanotechnology“ veröffentlicht.

Laut der Forschung des Teams hat Graphen die Fähigkeit, bakterielle Zellmembranen zu zerstören, was zum Austreten intrazellulärer Substanzen und zum Tod von Bakterien führt. Diese Entdeckung legt nahe, dass Graphen möglicherweise als nicht resistentes physikalisches „Antibiotikum“ dienen könnte. Die Studie zeigt außerdem, dass sich Graphen nicht nur in bakterielle Zellmembranen einfügt und Schnitte verursacht, sondern auch Phospholipidmoleküle direkt aus der Membran extrahiert, wodurch die Membranstruktur zerstört und Bakterien abgetötet werden. Elektronenmikroskopische Experimente haben direkte Beweise für ausgedehnte Hohlraumstrukturen in Bakterienzellmembranen nach der Wechselwirkung mit oxidiertem Graphen geliefert und damit die theoretischen Berechnungen gestützt. Dieses Phänomen der Extraktion von Lipidmolekülen und der Membranzerstörung bietet einen neuen molekularen Mechanismus zum Verständnis der Zytotoxizität und antibakteriellen Aktivität von Nanomaterialien. Es wird auch die weitere Erforschung der biologischen Wirkungen von Graphen-Nanomaterialien und ihrer Anwendungen in der Biomedizin erleichtern.

 

Die antibakterielle Anwendung von Graphen in der Zahnbürstenindustrie:

 

Aufgrund der oben genannten Vorteile von Graphen-Verbundmaterialien haben der antibakterielle Mechanismus und die Anwendung von Graphen großes Interesse bei Forschern und Fachleuten in verwandten Branchen geweckt.

Antibakterielle Graphen-Zahnbürsten, eingeführt vonDie MARBON-Gruppe verwendet speziell entwickelte Borsten aus Graphen-Nanokompositmaterialien. So kann es das Wachstum und die Vermehrung von Bakterien wirksam hemmen und so das Risiko von Munderkrankungen verringern.

Die Borsten sind weich und dennoch widerstandsfähig und ermöglichen eine sanfte Reinigung von Zähnen und Zahnfleisch und schützen gleichzeitig die Gesundheit von Zahnschmelz und Zahnfleisch. Die Zahnbürste verfügt außerdem über ein ergonomisches Griffdesign, das einen bequemen Halt und eine bequeme Nutzung ermöglicht.

Wir sind fest davon überzeugt, dass diese antibakterielle Zahnbürste ein außergewöhnliches Mundpflegeerlebnis bieten wird. Es kann Zahnbelag und Speisereste effektiv entfernen. Darüber hinaus bietet es einen lang anhaltenden antibakteriellen Schutz und sorgt dafür, dass Ihre Mundhöhle frisch und gesund bleibt.

 

 

Abschluss:

Antibakterielle Graphen-Zahnbürsten stellen den neuesten Fortschritt bei der Anwendung von Graphenmaterialien im antibakteriellen Bereich dar. Mit ihrem enormen Potenzial werden antibakterielle Graphen-Zahnbürsten die Mundpflege revolutionieren und den Menschen ein gesünderes und angenehmeres Mundpflegeerlebnis bieten. Mit fortschreitender Graphen-Materialforschung werden antibakterielle Graphen-Zahnbürsten eine immer wichtigere Rolle bei der Förderung der Mundgesundheit und des Wohlbefindens spielen.