グラフェンの抗菌メカニズムと応用

口腔は、23,000 種を超える細菌が定着する複雑な微生態系です。特定の状況では、これらの細菌は口腔疾患を直接引き起こし、さらには全身の健康に影響を与える可能性があります。しかし、抗生物質の使用には、薬物の急速な分解、放出、抗生物質耐性の発現など、さまざまな問題が生じます。近年では、ナノマテリアルを用いた抗菌性に優れた複合材料の開発に研究の焦点が移っている。現在、市場ではナノ銀イオン系抗菌材料やグラフェン系抗菌材料が一般的に使用されている。この記事では、グラフェンの抗菌メカニズムと歯ブラシ業界での応用について紹介します。

 

グラフェンは、sp2 混成軌道を持つ六方格子に配置された炭素原子で構成される二次元カーボン ナノ材料です。その誘導体には、グラフェン (G)、酸化グラフェン (GO)、還元酸化グラフェン (rGO) などがあります。それらは、独特の三次元表面化学構造と鋭い物理的エッジ構造を持っています。研究により、グラフェンとその誘導体の優れた抗菌特性と生体適合性が実証されています。さらに、それらは抗菌剤の理想的な担体として機能するため、口腔抗菌分野におけるさまざまな用途に非常に期待されています。

の利点グラフェン抗菌素材

1. 安全性と環境に優しい、非毒性: ナノ銀を長期間使用すると、次のような安全性の懸念が生じる可能性があります。潜在的な蓄積と移動。高濃度の銀は、呼吸を通じてミトコンドリア、胚、肝臓、循環器系、および体の他の部分に侵入する可能性があるため、人間や哺乳類に非常に有害となる可能性があります。研究により、ナノ銀粒子はアルミニウムや金などの他の金属ナノ粒子と比較して強い毒性を示すことが示されています。その結果、欧州連合はナノ銀抗菌材料の適用に関して慎重な立場を維持しています。対照的に、グラフェンベースの抗菌材料は、「ナノナイフ」などの複数の相乗的な物理的滅菌メカニズムを利用しています。細菌の増殖を完全に破壊し阻害します。化学毒性なし。これらの材料はポリマー材料とシームレスに統合されるため、材料の剥離や移行がない。グラフェンベースの材料の安全性と安定性は十分に保証されています。たとえば、実際の製品用途では、グラフェンベースの PE (ポリエチレン) 食品保存フィルム/バッグは、欧州連合の規制 (EU) 2020/1245 に基づく食品グレード準拠の認証を取得しています。
2. 長期安定性: グラフェンベースの素材は優れた安定性と耐久性を発揮し、抗菌効果が10年以上持続。これにより、抗菌特性が長期間使用しても効果が持続することが保証され、口腔衛生製品の長期用途に適しています。
3. 生体適合性と安全性:グラフェンは二次元炭素系材料であり、優れた生体適合性と安全性を示します。さまざまな樹脂ベースの材料と互換性があり、口腔組織や全身の健康に悪影響を与えることなく、オーラルケア製品に安全に使用できます。
4. 広範囲のアクティビティ:グラフェンベースの材料は広範囲の抗菌活性を示し、広範囲の細菌をターゲットにできる、グラム陽性菌株とグラム陰性菌株の両方を含む。彼らは示しました抗菌率99.9%大腸菌、黄色ブドウ球菌、カンジダ・アルビカンスに対して。これにより、さまざまな口腔健康状態に多用途で適用できるようになります。

 

グラフェンの抗菌メカニズム は次のとおりです。

グラフェンの抗菌メカニズムは国際共同チームによって広範囲に研究されています。中国科学院、IBMワトソン研究センター、コロンビア大学の研究者が含まれます。彼らは、グラフェンと細菌の細胞膜の間の相互作用の分子機構の研究において大きな進歩を遂げました。このテーマに関する最近の論文は、ジャーナル「Nature Nanotechnology」に掲載されています。

研究チームの研究によると、グラフェンには細菌の細胞膜を破壊し、細胞内物質の漏出と細菌の死滅を引き起こす能力があるという。この発見は、グラフェンが潜在的に非耐性の物理的な「抗生物質」として機能する可能性があることを示唆しています。この研究はさらに、グラフェンが細菌の細胞膜に挿入して切断を引き起こすだけでなく、膜からリン脂質分子を直接抽出し、それによって膜の構造を破壊し、細菌を殺すことも明らかにした。電子顕微鏡実験により、酸化グラフェンと相互作用した後の細菌細胞膜の広範な空隙構造の直接的な証拠が得られ、理論的計算が裏付けられました。脂質分子の抽出と膜破壊というこの現象は、ナノマテリアルの細胞毒性と抗菌活性を理解するための新しい分子機構を提供します。また、グラフェンナノ材料の生物学的効果と生物医学への応用に関するさらなる研究も促進されるでしょう。

 

歯ブラシ業界におけるグラフェン抗菌用途：

 

グラフェン複合材料の上記の利点により、グラフェンの抗菌メカニズムと応用は研究者や関連業界の専門家から大きな関心を集めています。

グラフェン抗菌歯ブラシによって紹介されました。MARBON グループは、グラフェンナノ複合材料から作られた特別に設計された毛を使用しています。そのため、細菌の増殖と繁殖を効果的に抑制し、口腔疾患のリスクを軽減します。

毛先は柔らかく弾力性があり、エナメル質と歯ぐきの健康を守りながら、歯と歯ぐきを優しく洗浄できます。この歯ブラシは人間工学に基づいたハンドルデザインも備えており、快適なグリップと便利な使用感を提供します。

私たちは、この抗菌歯ブラシが優れた口腔ケア体験を提供すると確信しています。歯垢や食べかすを効果的に除去します。さらに、長期にわたる抗菌保護を提供し、口腔内を新鮮で健康に保ちます。

 

 

結論:

グラフェン抗菌歯ブラシは、抗菌分野におけるグラフェン素材の応用における最新の進歩を表しています。グラフェン抗菌歯ブラシは、その大きな可能性により口腔ケアに革命をもたらし、より健康的で快適な口腔ケア体験を個人に提供することになるでしょう。グラフェン材料の研究が進むにつれて、グラフェン抗菌歯ブラシは口腔の健康と幸福を促進する上でますます重要な役割を果たすようになるでしょう。