Mecanisme i aplicació antibacteriana del grafè

La cavitat bucal és un microecosistema complex amb més de 23.000 espècies de bacteris que la colonitzen.En determinades situacions, aquests bacteris poden causar directament malalties bucals i fins i tot afectar la salut general. Tanmateix, l'ús d'antibiòtics presenta diversos problemes, com ara la degradació ràpida del fàrmac, l'alliberament i el desenvolupament de la resistència als antibiòtics. En els darrers anys, l'enfocament de la investigació s'ha desplaçat cap al desenvolupament de materials compostos amb excel·lents propietats antimicrobianes mitjançant nanomaterials. Actualment, al mercat s'utilitzen habitualment materials antibacterians basats en ions de nanoplata i materials antibacterians basats en grafè.En aquest article, presentarem el mecanisme antibacterià del grafè i l'aplicació a la indústria del raspall de dents.

 

El grafè és un nanomaterial de carboni bidimensional format per àtoms de carboni disposats en una xarxa hexagonal amb orbitals hibridats sp2.Els seus derivats inclouen el grafè (G), l'òxid de grafè (GO) i l'òxid de grafè reduït (rGO). Posseeixen estructures químiques superficials tridimensionals úniques i estructures de vora físiques afilades. La investigació ha demostrat les excel·lents propietats antibacterianes i la biocompatibilitat del grafè, així com dels seus derivats. A més, serveixen com a portadors ideals per a agents antimicrobians, cosa que els fa molt prometedors per a diverses aplicacions en camps antimicrobians orals.

Els avantatges dematerials antibacterians de grafè

1. Seguretat i respecte al medi ambient, no tòxic: L'ús prolongat de nanoplata pot generar problemes de seguretat a causa deacumulació potencial i migració. Les altes concentracions de plata poden ser molt perjudicials per als humans i els mamífers, ja que pot entrar en mitocondris, embrions, fetge, sistemes circulatoris i altres parts del cos a través de la respiració. Els estudis han indicat que les partícules de nanoplata presenten una toxicitat més forta en comparació amb altres nanopartícules metàl·liques com l'alumini i l'or. Com a resultat, la Unió Europea manté una postura cautelosa respecte a l'aplicació de materials antimicrobians de nanoplata.En canvi, els materials antimicrobians basats en grafè utilitzen múltiples mecanismes d'esterilització física sinèrgica, com ara "nano-ganivets". Poden destruir i inhibir completament el creixement bacteriàsense cap tipus de toxicitat química. Aquests materials s'integren perfectament amb els materials polímers, per tal de garantir-lossense despreniments ni migracions materials. La seguretat i l'estabilitat dels materials a base de grafè estan ben garantides. Per exemple, en aplicacions pràctiques de productes, les pel·lícules/bosses de conservació d'aliments de PE (polietilè) a base de grafè han obtingut la certificació de compliment de qualitat alimentària segons el Reglament (UE) 2020/1245 de la Unió Europea.
2. Estabilitat a llarg termini: Els materials a base de grafè demostren una estabilitat i durabilitat superiors, proporcionantun efecte antimicrobià de llarga durada durant més de 10 anys. Això garanteix que les seves propietats antimicrobianes segueixin sent efectives durant períodes prolongats d'ús, cosa que els fa aptes per a aplicacions a llarg termini en productes d'higiene bucal.
3. Biocompatibilitat i seguretat:El grafè, com a material bidimensional basat en carboni, presenta una excel·lent biocompatibilitat i seguretat. És compatible amb una varietat de materials a base de resina i es pot utilitzar de manera segura en productes de cura bucal sense causar cap efecte advers en els teixits bucals o la salut general.
4. Activitat d'espectre ampli:Els materials a base de grafè presenten una activitat antimicrobiana d'ampli espectre,capaç de dirigir-se a una àmplia gamma de bacteris, incloses les soques Gram positives i Gram negatives. Han demostratíndexs antibacterians del 99,9%contra Escherichia coli, Staphylococcus aureus i Candida albicans. Això els fa versàtils i aplicables a diverses condicions de salut bucodental.

 

El mecanisme antibacterià del grafè és el següent:

El mecanisme antibacterià del grafèha estat àmpliament estudiat per un equip de col·laboració internacional. Inclou els investigadors de l'Acadèmia Xinesa de Ciències, el Centre de Recerca IBM Watson i la Universitat de Columbia. Han avançat significativament en l'estudi dels mecanismes moleculars de la interacció entre el grafè i les membranes cel·lulars bacterianes. S'han publicat articles recents sobre aquest tema a la revista "Nature Nanotechnology".

Segons la investigació de l'equip, el grafè té la capacitat de trencar les membranes cel·lulars bacterianes, provocant la fuita de substàncies intracel·lulars i la mort bacteriana. Aquest descobriment suggereix que el grafè podria servir com a "antibiòtic" físic no resistent. L'estudi revela a més que el grafè no només s'insereix a les membranes cel·lulars bacterianes, provocant talls, sinó que també extreu molècules de fosfolípids directament de la membrana, alterant així l'estructura de la membrana i matant els bacteris. Els experiments de microscòpia electrònica han proporcionat proves directes d'estructures buits extenses a les membranes cel·lulars bacterianes després d'interaccionar amb el grafè oxidat, donant suport als càlculs teòrics. Aquest fenomen d'extracció de molècules de lípids i ruptura de membrana ofereix un nou mecanisme molecular per entendre la citotoxicitat i l'activitat antibacteriana dels nanomaterials. També facilitarà més investigacions sobre els efectes biològics dels nanomaterials del grafè i les seves aplicacions en biomedicina.

 

L'aplicació antibacteriana del grafè a la indústria del raspall de dents:

 

A causa dels avantatges anteriors dels materials compostos de grafè, el mecanisme i l'aplicació antibacteriana del grafè han despertat un gran interès d'investigadors i professionals de les indústries relacionades.

Raspalls de dents antibacterians de grafè, presentat perEl grup MARBON, utilitzen truges especialment dissenyades fetes amb materials nanocomposts de grafè. Així, pot inhibir eficaçment el creixement i la reproducció de bacteris, reduint així el risc de malalties bucals.

Les truges són suaus però resistents, la qual cosa permet una neteja suau de dents i genives alhora que protegeix l'esmalt i la salut de les genives. El raspall de dents també té un disseny de mànec ergonòmic que proporciona una adherència còmoda i un ús còmode.

Creiem fermament que aquest raspall de dents antibacterià oferirà una experiència de cura bucal excepcional. Pot eliminar eficaçment la placa dental i les restes d'aliments. A més, proporciona una protecció antibacteriana de llarga durada, assegurant que la seva cavitat bucal es mantingui fresca i saludable.

 

 

Conclusió:

Els raspalls de dents antibacterians de grafè representen l'últim avenç en l'aplicació de materials de grafè en el camp antibacterià. Amb el seu gran potencial, els raspalls de dents antibacterians de grafè estan preparats per revolucionar la cura bucal, proporcionant a les persones una experiència de cura bucal més saludable i còmoda. A mesura que avança la investigació del material de grafè, els raspalls de dents antibacterians de grafè tindran un paper cada cop més important en la promoció de la salut i el benestar bucal.