La cavidad bucal es un microecosistema complejo en el que más de 23.000 especies de bacterias la colonizan.En determinadas situaciones, estas bacterias pueden causar directamente enfermedades bucales e incluso afectar la salud general. Sin embargo, el uso de antibióticos presenta varios problemas, incluida la rápida degradación y liberación del fármaco y el desarrollo de resistencia a los antibióticos. En los últimos años, el foco de la investigación se ha desplazado hacia el desarrollo de materiales compuestos con excelentes propiedades antimicrobianas utilizando nanomateriales. Actualmente, en el mercado se utilizan comúnmente materiales antibacterianos a base de iones de nanoplata y materiales antibacterianos a base de grafeno.En este artículo, presentaremos el mecanismo antibacteriano del grafeno y su aplicación en la industria del cepillo de dientes.
El grafeno es un nanomaterial de carbono bidimensional compuesto por átomos de carbono dispuestos en una red hexagonal con orbitales hibridados sp2.Sus derivados incluyen grafeno (G), óxido de grafeno (GO) y óxido de grafeno reducido (rGO). Poseen estructuras químicas de superficie tridimensionales únicas y estructuras de bordes físicos nítidos. Las investigaciones han demostrado las excelentes propiedades antibacterianas y la biocompatibilidad del grafeno, así como de sus derivados. Además, sirven como vehículos ideales para agentes antimicrobianos, lo que los hace muy prometedores para diversas aplicaciones en los campos de los antimicrobianos orales.
Las ventajas demateriales antibacterianos de grafeno
- Seguridad y respeto al medio ambiente, no tóxico: El uso prolongado de nanoplata puede generar problemas de seguridad debido aacumulación potencial y migración. Las altas concentraciones de plata pueden ser muy dañinas para los humanos y los mamíferos, ya que pueden ingresar a las mitocondrias, los embriones, el hígado, los sistemas circulatorios y otras partes del cuerpo a través de la respiración. Los estudios han indicado que las partículas de nanoplata exhiben una toxicidad más fuerte en comparación con otras nanopartículas metálicas como el aluminio y el oro. Como resultado, la Unión Europea mantiene una postura cautelosa con respecto a la aplicación de materiales antimicrobianos de nanoplata.En contraste, los materiales antimicrobianos a base de grafeno utilizan múltiples mecanismos sinérgicos de esterilización física, como los "nanocuchillos". Pueden destruir e inhibir completamente el crecimiento bacteriano.sin ninguna toxicidad química. Estos materiales se integran perfectamente con materiales poliméricos, para garantizarsin desprendimiento material ni migración. La seguridad y estabilidad de los materiales a base de grafeno están bien garantizadas. Por ejemplo, en aplicaciones prácticas de productos, las películas/bolsas de conservación de alimentos de PE (polietileno) a base de grafeno han obtenido la certificación de cumplimiento de calidad alimentaria de acuerdo con el Reglamento (UE) 2020/1245 en la Unión Europea.
- Estabilidad a largo plazo: Los materiales a base de grafeno demuestran una estabilidad y durabilidad superiores, proporcionandoun efecto antimicrobiano duradero durante más de 10 años. Esto garantiza que sus propiedades antimicrobianas sigan siendo efectivas durante períodos prolongados de uso, lo que los hace adecuados para aplicaciones a largo plazo en productos de higiene bucal.
- Biocompatibilidad y Seguridad:El grafeno, como material bidimensional a base de carbono, exhibe una excelente biocompatibilidad y seguridad. Es compatible con una variedad de materiales a base de resina y puede usarse de manera segura en productos para el cuidado bucal sin causar ningún efecto adverso en los tejidos bucales o la salud en general.
- Actividad de amplio espectro:Los materiales a base de grafeno exhiben actividad antimicrobiana de amplio espectro,capaz de atacar una amplia gama de bacterias, incluidas cepas tanto Gram positivas como Gram negativas. ellos han mostradotasas antibacterianas del 99,9%contra Escherichia coli, Staphylococcus aureus y Candida albicans. Esto los hace versátiles y aplicables en diversas condiciones de salud bucal.
El mecanismo antibacteriano del grafeno. es el siguiente:
El mecanismo antibacteriano del grafeno.ha sido ampliamente estudiado por un equipo colaborativo internacional. Incluidos los investigadores de la Academia de Ciencias de China, el Centro de Investigación IBM Watson y la Universidad de Columbia. Han logrado avances significativos en el estudio de los mecanismos moleculares de la interacción entre el grafeno y las membranas celulares bacterianas. Se han publicado artículos recientes sobre este tema en la revista "Nature Nanotechnology".
Según la investigación del equipo, el grafeno tiene la capacidad de alterar las membranas celulares bacterianas, lo que provoca la fuga de sustancias intracelulares y la muerte bacteriana. Este descubrimiento sugiere que el grafeno podría servir como un "antibiótico" físico no resistente. El estudio revela además que el grafeno no sólo se inserta en las membranas celulares bacterianas, provocando cortes, sino que también extrae moléculas de fosfolípidos directamente de la membrana, alterando así la estructura de la membrana y matando las bacterias. Los experimentos de microscopía electrónica han proporcionado evidencia directa de extensas estructuras vacías en las membranas de las células bacterianas después de interactuar con el grafeno oxidado, lo que respalda los cálculos teóricos. Este fenómeno de extracción de moléculas lipídicas y alteración de la membrana ofrece un mecanismo molecular novedoso para comprender la citotoxicidad y la actividad antibacteriana de los nanomateriales. También facilitará más investigaciones sobre los efectos biológicos de los nanomateriales de grafeno y sus aplicaciones en biomedicina.
La aplicación antibacteriana del grafeno en la industria del cepillo de dientes:
Debido a las ventajas anteriores de los materiales compuestos de grafeno, el mecanismo y la aplicación antibacteriana del grafeno han atraído un gran interés por parte de investigadores y profesionales de industrias relacionadas.
Cepillos de dientes antibacterianos con grafeno, introducido porEl grupo MARBON utiliza cerdas especialmente diseñadas hechas de materiales nanocompuestos de grafeno. Por lo que puede inhibir eficazmente el crecimiento y la reproducción de bacterias, reduciendo así el riesgo de enfermedades bucales.
Las cerdas son suaves pero resistentes, lo que permite una limpieza suave de los dientes y las encías al tiempo que protege la salud del esmalte y las encías. El cepillo de dientes también presenta un diseño de mango ergonómico que proporciona un agarre cómodo y un uso conveniente.
Creemos firmemente que este cepillo de dientes antibacteriano brindará una experiencia de cuidado bucal excepcional. Puede eliminar eficazmente la placa dental y los restos de comida. Además, proporciona protección antibacteriana duradera, lo que garantiza que su cavidad bucal se mantenga fresca y saludable.
Conclusión:
Los cepillos de dientes antibacterianos con grafeno representan el último avance en la aplicación de materiales de grafeno en el campo antibacteriano. Con su enorme potencial, los cepillos de dientes antibacterianos con grafeno están destinados a revolucionar el cuidado bucal, brindando a las personas una experiencia de cuidado bucal más saludable y cómoda. A medida que avance la investigación sobre materiales de grafeno, los cepillos de dientes antibacterianos con grafeno desempeñarán un papel cada vez más importante en la promoción de la salud y el bienestar bucal.
Hora de publicación: 02-may-2024