Mekanisme dan Aplikasi Antibakteria Graphene

Rongga mulut adalah mikroekosistem yang kompleks dengan lebih 23,000 spesies bakteria menjajahnya.Dalam situasi tertentu, bakteria ini secara langsung boleh menyebabkan penyakit mulut dan juga menjejaskan kesihatan keseluruhan. Walau bagaimanapun, penggunaan antibiotik menimbulkan pelbagai isu, termasuk degradasi ubat yang cepat, pembebasan, dan perkembangan rintangan antibiotik. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, tumpuan penyelidikan telah beralih ke arah pembangunan bahan komposit dengan sifat antimikrob yang sangat baik menggunakan bahan nano. Pada masa ini, bahan antibakteria berasaskan ion nanosilver dan bahan antibakteria berasaskan graphene biasanya digunakan di pasaran.Dalam artikel ini, kami akan memperkenalkan mekanisme dan aplikasi antibakteria graphene dalam industri berus gigi.

 

Graphene ialah bahan nano karbon dua dimensi yang terdiri daripada atom karbon yang disusun dalam kekisi heksagon dengan orbital hibrid sp2.Derivatifnya termasuk graphene (G), graphene oxide (GO), dan reduced graphene oxide (rGO). Mereka mempunyai struktur kimia permukaan tiga dimensi yang unik dan struktur tepi fizikal yang tajam. Penyelidikan telah menunjukkan sifat antibakteria yang luar biasa dan biokompatibiliti graphene serta derivatifnya. Selain itu, ia berfungsi sebagai pembawa yang ideal untuk agen antimikrob, menjadikannya sangat menjanjikan untuk pelbagai aplikasi dalam bidang antimikrob oral.

Kelebihan daripadabahan antibakteria graphene

1. Keselamatan dan Mesra Alam, Tidak toksik: Penggunaan nanosilver yang berpanjangan boleh menimbulkan kebimbangan keselamatan keranapotensi pengumpulan dan penghijrahan. Kepekatan perak yang tinggi boleh membahayakan manusia dan mamalia, kerana ia boleh memasuki mitokondria, embrio, hati, sistem peredaran darah, dan bahagian lain badan melalui pernafasan. Kajian telah menunjukkan bahawa zarah nanosilver menunjukkan ketoksikan yang lebih kuat berbanding nanozarah logam lain seperti aluminium dan emas. Akibatnya, Kesatuan Eropah mengekalkan pendirian berhati-hati mengenai penggunaan bahan antimikrob nanosilver.Sebaliknya, bahan antimikrob berasaskan graphene menggunakan pelbagai mekanisme pensterilan fizikal sinergistik, seperti "pisau nano." Mereka boleh memusnahkan dan menghalang pertumbuhan bakteria sepenuhnyatanpa sebarang ketoksikan kimia. Bahan-bahan ini disepadukan dengan lancar dengan bahan polimer, untuk memastikantiada detasmen atau penghijrahan material. Keselamatan dan kestabilan bahan berasaskan graphene terjamin dengan baik. Contohnya, dalam aplikasi produk praktikal, filem/beg pengawetan makanan PE (polietilena) berasaskan graphene telah memperoleh pensijilan untuk pematuhan gred makanan mengikut Peraturan (EU) 2020/1245 di Kesatuan Eropah.
2. Kestabilan Jangka Panjang: Bahan berasaskan graphene menunjukkan kestabilan dan ketahanan yang unggul, memberikankesan antimikrob yang tahan lama selama lebih 10 tahun. Ini memastikan sifat antimikrobnya kekal berkesan dalam tempoh penggunaan yang panjang, menjadikannya sesuai untuk aplikasi jangka panjang dalam produk kebersihan mulut.
3. Biokeserasian dan Keselamatan:Graphene, sebagai bahan berasaskan karbon dua dimensi, mempamerkan biokeserasian dan keselamatan yang sangat baik. Ia serasi dengan pelbagai bahan berasaskan resin dan boleh digunakan dengan selamat dalam produk penjagaan mulut tanpa menyebabkan sebarang kesan buruk pada tisu mulut atau kesihatan keseluruhan.
4. Aktiviti Spektrum Luas:Bahan berasaskan graphene mempamerkan aktiviti antimikrob spektrum luas,mampu menyasarkan pelbagai jenis bakteria, termasuk kedua-dua strain Gram-positif dan Gram-negatif. Mereka telah menunjukkankadar antibakteria 99.9%terhadap Escherichia coli, Staphylococcus aureus, dan Candida albicans. Ini menjadikan mereka serba boleh dan boleh digunakan dalam pelbagai keadaan kesihatan mulut.

 

Mekanisme antibakteria graphene adalah seperti berikut:

Mekanisme antibakteria graphenetelah dikaji secara meluas oleh pasukan kerjasama antarabangsa. Termasuk penyelidik dari Akademi Sains China, Pusat Penyelidikan IBM Watson dan Universiti Columbia. Mereka telah membuat kemajuan yang ketara dalam mengkaji mekanisme molekul interaksi antara graphene dan membran sel bakteria. Kertas kerja terkini mengenai topik ini telah diterbitkan dalam jurnal "Nature Nanotechnology."

Menurut penyelidikan pasukan, graphene mempunyai keupayaan untuk mengganggu membran sel bakteria, yang membawa kepada kebocoran bahan intrasel dan kematian bakteria. Penemuan ini menunjukkan bahawa graphene berpotensi berfungsi sebagai "antibiotik" fizikal yang tidak tahan. Kajian selanjutnya mendedahkan bahawa graphene bukan sahaja memasukkan dirinya ke dalam membran sel bakteria, menyebabkan luka, tetapi juga mengekstrak molekul fosfolipid terus dari membran, dengan itu mengganggu struktur membran dan membunuh bakteria. Eksperimen mikroskop elektron telah memberikan bukti langsung tentang struktur lompang yang luas dalam membran sel bakteria selepas berinteraksi dengan graphene teroksida, menyokong pengiraan teori. Fenomena pengekstrakan molekul lipid dan gangguan membran ini menawarkan mekanisme molekul baru untuk memahami sitotoksisiti dan aktiviti antibakteria bahan nano. Ia juga akan memudahkan penyelidikan lanjut mengenai kesan biologi bahan nano graphene dan aplikasinya dalam bioperubatan.

 

Aplikasi antibakteria graphene dalam industri berus gigi:

 

Disebabkan kelebihan bahan komposit graphene di atas, mekanisme dan aplikasi antibakteria graphene telah menarik minat yang besar daripada penyelidik dan profesional dalam industri berkaitan.

Berus gigi antibakteria graphene, diperkenalkan olehKumpulan MARBON, menggunakan bulu yang direka khas yang diperbuat daripada bahan nanokomposit graphene. Jadi ia boleh menghalang pertumbuhan dan pembiakan bakteria dengan berkesan, seterusnya mengurangkan risiko penyakit mulut.

Bulunya lembut namun berdaya tahan, membolehkan pembersihan lembut gigi dan gusi sambil melindungi kesihatan enamel dan gusi. Berus gigi juga mempunyai reka bentuk pemegang ergonomik yang memberikan cengkaman yang selesa dan penggunaan yang mudah.

Kami amat percaya bahawa berus gigi antibakteria ini akan memberikan pengalaman penjagaan mulut yang luar biasa. Ia boleh menghilangkan plak gigi dan sisa makanan dengan berkesan. Selain itu, ia menyediakan perlindungan antibakteria yang tahan lama, memastikan rongga mulut anda kekal segar dan sihat.

 

 

Kesimpulan:

Berus gigi antibakteria graphene mewakili kemajuan terkini dalam penggunaan bahan graphene dalam bidang antibakteria. Dengan potensi besarnya, berus gigi antibakteria graphene ditetapkan untuk merevolusikan penjagaan mulut, memberikan individu pengalaman penjagaan mulut yang lebih sihat dan selesa. Apabila penyelidikan bahan graphene berkembang, berus gigi antibakteria graphene akan memainkan peranan yang semakin penting dalam menggalakkan kesihatan dan kesejahteraan mulut.