Գրաֆենի հակաբակտերիալ մեխանիզմը և կիրառումը

Բերանի խոռոչը բարդ միկրոէկոհամակարգ է, որտեղ այն գաղութացնում է ավելի քան 23000 բակտերիաների տեսակ:Որոշ իրավիճակներում այս բակտերիաները կարող են ուղղակիորեն առաջացնել բերանի խոռոչի հիվանդություններ և նույնիսկ ազդել ընդհանուր առողջության վրա: Այնուամենայնիվ, հակաբիոտիկների օգտագործումը ներկայացնում է տարբեր խնդիրներ, ներառյալ դեղամիջոցի արագ քայքայումը, ազատումը և հակաբիոտիկների նկատմամբ կայունության զարգացումը: Վերջին տարիներին հետազոտության կենտրոնացումը փոխվել է դեպի նանոնյութերի օգտագործմամբ հիանալի հակամանրէային հատկություններով կոմպոզիտային նյութերի մշակումը: Ներկայումս շուկայում սովորաբար օգտագործվում են նանոարծաթի իոնների վրա հիմնված հակաբակտերիալ նյութեր և գրաֆենի վրա հիմնված հակաբակտերիալ նյութեր:Այս հոդվածում մենք կներկայացնենք գրաֆենի հակաբակտերիալ մեխանիզմը և կիրառումը ատամի խոզանակների արդյունաբերության մեջ:

 

Գրաֆենը երկչափ ածխածնային նանոնյութ է, որը կազմված է ածխածնի ատոմներից, որոնք դասավորված են sp2 հիբրիդացված ուղեծրերով վեցանկյուն վանդակի մեջ։Դրա ածանցյալներից են գրաֆենը (G), գրաֆենի օքսիդը (GO) և գրաֆենի օքսիդը (rGO): Նրանք ունեն եզակի եռաչափ մակերեսային քիմիական կառուցվածքներ և սուր ֆիզիկական եզրային կառուցվածքներ: Հետազոտությունները ցույց են տվել գրաֆենի, ինչպես նաև նրա ածանցյալների ակնառու հակաբակտերիալ հատկությունները և կենսահամատեղելիությունը: Ավելին, նրանք ծառայում են որպես հակամանրէային նյութերի իդեալական կրողներ, ինչը նրանց շատ խոստումնալից է դարձնում բերանի խոռոչի հակամանրէային ոլորտներում տարբեր կիրառությունների համար:

-ի առավելություններըգրաֆեն հակաբակտերիալ նյութեր

1. Անվտանգություն և շրջակա միջավայրի բարեկամականություն, ոչ թունավոր. Նանոարծաթի երկարատև օգտագործումը կարող է անվտանգության հետ կապված մտահոգություններ առաջացնելպոտենցիալ կուտակում և միգրացիա. Արծաթի բարձր կոնցենտրացիաները կարող են շատ վնասակար լինել մարդկանց և կաթնասունների համար, քանի որ շնչառության միջոցով այն կարող է մտնել միտոքոնդրիաներ, սաղմեր, լյարդ, շրջանառու համակարգեր և մարմնի այլ մասեր: Ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ նանոարծաթի մասնիկները ավելի ուժեղ թունավորություն են ցուցաբերում՝ համեմատած այլ մետաղական նանոմասնիկների հետ, ինչպիսիք են ալյումինը և ոսկին: Արդյունքում, Եվրամիությունը զգուշավոր դիրքորոշում է պահպանում նանոարծաթային հակամանրէային նյութերի կիրառման հարցում։Ի հակադրությունԳրաֆենի վրա հիմնված հակամանրէային նյութերը օգտագործում են բազմաթիվ սիներգետիկ ֆիզիկական մանրէազերծման մեխանիզմներ, ինչպիսիք են «նանո դանակները»: Նրանք կարող են ամբողջությամբ ոչնչացնել և արգելակել բակտերիաների աճըառանց որևէ քիմիական թունավորության. Այս նյութերը անխափան կերպով ինտեգրվում են պոլիմերային նյութերի հետ, որպեսզի ապահովենոչ մի նյութական ջոկատ կամ միգրացիա. Գրաֆենի վրա հիմնված նյութերի անվտանգությունն ու կայունությունը լավ երաշխավորված են: Օրինակ՝ արտադրանքի գործնական կիրառություններում գրաֆենի վրա հիմնված PE (պոլիէթիլենային) սննդամթերքի պահպանման թաղանթները/տոպրակները ստացել են սննդամթերքի համապատասխանության հավաստագիր՝ համաձայն Եվրամիության 2020/1245 կանոնակարգի (ԵՄ):
2. Երկարաժամկետ կայունություն. Գրաֆենի վրա հիմնված նյութերը ցուցադրում են բարձր կայունություն և ամրություն՝ ապահովելովերկարատև հակամանրէային ազդեցություն ավելի քան 10 տարի. Սա երաշխավորում է, որ դրանց հակամանրէային հատկությունները մնում են արդյունավետ օգտագործման երկար ժամանակաշրջանների ընթացքում՝ դրանք դարձնելով հարմար բերանի հիգիենայի միջոցների երկարաժամկետ կիրառման համար:
3. Կենսահամատեղելիություն և անվտանգություն.Գրաֆենը, որպես երկչափ ածխածնի վրա հիմնված նյութ, ցուցադրում է գերազանց կենսահամատեղելիություն և անվտանգություն: Այն համատեղելի է խեժի վրա հիմնված մի շարք նյութերի հետ և կարող է անվտանգ օգտագործվել բերանի խոռոչի խնամքի միջոցներում՝ առանց բերանի խոռոչի հյուսվածքների կամ ընդհանուր առողջության վրա բացասական հետևանքների պատճառելու:
4. Լայն սպեկտրի գործունեություն.Գրաֆենի վրա հիմնված նյութերը ցուցադրում են լայն սպեկտրի հակամանրէային ակտիվություն,կարող է թիրախավորել բակտերիաների լայն շրջանակ, ներառյալ գրամ դրական և գրամ-բացասական շտամները: Նրանք ցույց են տվելհակաբակտերիալ մակարդակը 99,9%Escherichia coli-ի, Staphylococcus aureus-ի և Candida albicans-ի դեմ: Սա դրանք դարձնում է բազմակողմանի և կիրառելի բերանի խոռոչի առողջության տարբեր պայմաններում:

 

Գրաֆենի հակաբակտերիալ մեխանիզմը հետևյալն է.

Գրաֆենի հակաբակտերիալ մեխանիզմըլայնորեն ուսումնասիրվել է միջազգային համագործակցության թիմի կողմից: Այդ թվում՝ Չինաստանի Գիտությունների ակադեմիայի, IBM Watson հետազոտական ​​կենտրոնի և Կոլումբիայի համալսարանի հետազոտողները: Նրանք զգալի առաջընթաց են գրանցել գրաֆենի և բակտերիալ բջիջների թաղանթների փոխազդեցության մոլեկուլային մեխանիզմների ուսումնասիրության հարցում։ Այս թեմայի վերաբերյալ վերջին հոդվածները հրապարակվել են «Nature Nanotechnology» ամսագրում:

Ըստ թիմի հետազոտության՝ գրաֆենն ունի բակտերիաների բջջային թաղանթները խաթարելու հատկություն՝ հանգեցնելով ներբջջային նյութերի արտահոսքի և բակտերիաների մահվան։ Այս բացահայտումը ցույց է տալիս, որ գրաֆենը կարող է ծառայել որպես ոչ դիմացկուն ֆիզիկական «հակաբիոտիկ»: Հետազոտությունը նաև ցույց է տալիս, որ գրաֆենը ոչ միայն ներթափանցում է բակտերիաների բջիջների թաղանթների մեջ՝ առաջացնելով կտրվածքներ, այլ նաև ֆոսֆոլիպիդային մոլեկուլներ է հանում անմիջապես թաղանթից՝ դրանով իսկ խաթարելով մեմբրանի կառուցվածքը և սպանելով բակտերիաները: Էլեկտրոնային մանրադիտակի փորձարկումները ուղղակիորեն վկայում են բակտերիաների բջջային թաղանթների ընդարձակ դատարկ կառուցվածքների մասին՝ օքսիդացված գրաֆենի հետ փոխազդեցությունից հետո՝ աջակցելով տեսական հաշվարկներին: Լիպիդային մոլեկուլների արդյունահանման և մեմբրանի խզման այս երևույթը առաջարկում է նոր մոլեկուլային մեխանիզմ՝ հասկանալու նանոնյութերի ցիտոտոքսիկությունը և հակաբակտերիալ ակտիվությունը: Այն նաև կնպաստի գրաֆենի նանոնյութերի կենսաբանական ազդեցության և կենսաբժշկության մեջ դրանց կիրառման հետագա հետազոտություններին:

 

Գրաֆենի հակաբակտերիալ կիրառումը ատամի խոզանակների արդյունաբերության մեջ.

 

Գրաֆենի կոմպոզիտային նյութերի վերը նշված առավելությունների պատճառով գրաֆենի հակաբակտերիալ մեխանիզմը և կիրառումը մեծ հետաքրքրություն են առաջացրել հարակից ոլորտների հետազոտողների և մասնագետների կողմից:

Գրաֆեն հակաբակտերիալ ատամի խոզանակներ, ներկայացրել էMARBON խումբը օգտագործում է գրաֆենի նանոկոմպոզիտային նյութերից պատրաստված հատուկ նախագծված մազիկներ: Այսպիսով, այն կարող է արդյունավետ կերպով արգելակել բակտերիաների աճն ու վերարտադրությունը՝ դրանով իսկ նվազեցնելով բերանի խոռոչի հիվանդությունների ռիսկը:

Մազիկները փափուկ, բայց առաձգական են, ինչը թույլ է տալիս մեղմ մաքրել ատամները և լնդերը՝ միաժամանակ պաշտպանելով էմալը և լնդերի առողջությունը: Ատամի խոզանակն ունի նաև էրգոնոմիկ բռնակի դիզայն, որն ապահովում է հարմարավետ բռնում և հարմարավետ օգտագործում:

Մենք խորապես հավատում ենք, որ այս հակաբակտերիալ ատամի խոզանակը բերանի խոռոչի խնամքի բացառիկ փորձ կհաղորդի: Այն կարող է արդյունավետորեն հեռացնել ատամնափառը և սննդի մնացորդները: Բացի այդ, այն ապահովում է երկարատև հակաբակտերիալ պաշտպանություն՝ ապահովելով ձեր բերանի խոռոչի թարմությունը և առողջությունը:

 

 

Եզրակացություն:

Գրաֆենային հակաբակտերիալ ատամի խոզանակները ներկայացնում են հակաբակտերիալ ոլորտում գրաֆենի նյութերի կիրառման վերջին առաջընթացը: Գրաֆենի հակաբակտերիալ ատամի խոզանակներն իրենց հսկայական ներուժով կարող են հեղափոխել բերանի խոռոչի խնամքը՝ անհատներին ապահովելով բերանի խոռոչի խնամքի ավելի առողջ և հարմարավետ փորձով: Քանի որ գրաֆենի նյութի հետազոտությունը առաջ է ընթանում, գրաֆենային հակաբակտերիալ ատամի խոզանակները գնալով ավելի նշանակալի դեր կունենան բերանի խոռոչի առողջության և բարեկեցության խթանման գործում: