Le mécanisme antibactérien du graphène et son application

La cavité buccale est un microécosystème complexe avec plus de 23 000 espèces de bactéries qui la colonisent.Dans certaines situations, ces bactéries peuvent directement provoquer des maladies bucco-dentaires et même avoir un impact sur la santé globale. Cependant, l’utilisation d’antibiotiques présente divers problèmes, notamment la dégradation rapide des médicaments, leur libération et le développement d’une résistance aux antibiotiques. Ces dernières années, l’accent de la recherche s’est déplacé vers le développement de matériaux composites dotés d’excellentes propriétés antimicrobiennes à l’aide de nanomatériaux. Actuellement, les matériaux antibactériens à base d’ions nanoargent et les matériaux antibactériens à base de graphène sont couramment utilisés sur le marché.Dans cet article, nous présenterons le mécanisme antibactérien du graphène et son application dans l’industrie des brosses à dents.

 

Le graphène est un nanomatériau de carbone bidimensionnel composé d'atomes de carbone disposés dans un réseau hexagonal avec des orbitales hybridées sp2.Ses dérivés comprennent le graphène (G), l'oxyde de graphène (GO) et l'oxyde de graphène réduit (rGO). Ils possèdent des structures chimiques de surface tridimensionnelles uniques et des structures de bords physiques pointus. La recherche a démontré les propriétés antibactériennes exceptionnelles et la biocompatibilité du graphène ainsi que de ses dérivés. De plus, ils constituent des supports idéaux pour les agents antimicrobiens, ce qui les rend très prometteurs pour diverses applications dans le domaine des antimicrobiens oraux.

Les avantages dematériaux antibactériens en graphène

1. Sécurité et respect de l'environnement, non toxique : L'utilisation prolongée du nanoargent peut soulever des problèmes de sécurité en raison deaccumulation et migration potentielles. Des concentrations élevées d'argent peuvent être très nocives pour les humains et les mammifères, car elles peuvent pénétrer dans les mitochondries, les embryons, le foie, le système circulatoire et d'autres parties du corps par la respiration. Des études ont indiqué que les particules de nanoargent présentent une toxicité plus forte que d’autres nanoparticules métalliques telles que l’aluminium et l’or. En conséquence, l’Union européenne maintient une position prudente concernant l’application de matériaux antimicrobiens à base de nanoargent.En revanche, les matériaux antimicrobiens à base de graphène utilisent plusieurs mécanismes de stérilisation physique synergiques, tels que les « nano-couteaux ». Ils peuvent complètement détruire et inhiber la croissance bactériennesans aucune toxicité chimique. Ces matériaux s'intègrent parfaitement aux matériaux polymères, afin de garantirpas de détachement ni de migration matérielle. La sécurité et la stabilité des matériaux à base de graphène sont bien garanties. Par exemple, dans des applications pratiques de produits, les films/sacs de conservation des aliments en PE (polyéthylène) à base de graphène ont obtenu la certification de conformité de qualité alimentaire conformément au règlement (UE) 2020/1245 de l'Union européenne.
2. Stabilité à long terme : Les matériaux à base de graphène démontrent une stabilité et une durabilité supérieures, offrantun effet antimicrobien durable pendant plus de 10 ans. Cela garantit que leurs propriétés antimicrobiennes restent efficaces sur des périodes d'utilisation prolongées, ce qui les rend adaptées aux applications à long terme dans les produits d'hygiène buccale.
3. Biocompatibilité et sécurité :Le graphène, en tant que matériau bidimensionnel à base de carbone, présente une excellente biocompatibilité et sécurité. Il est compatible avec une variété de matériaux à base de résine et peut être utilisé en toute sécurité dans les produits de soins bucco-dentaires sans provoquer d'effets néfastes sur les tissus bucco-dentaires ou sur la santé globale.
4. Activité à large spectre :Les matériaux à base de graphène présentent une activité antimicrobienne à large spectre,capable de cibler un large éventail de bactéries, y compris les souches Gram-positives et Gram-négatives. Ils ont montrétaux antibactériens de 99,9%contre Escherichia coli, Staphylococcus aureus et Candida albicans. Cela les rend polyvalents et applicables dans diverses conditions de santé bucco-dentaire.

 

Le mécanisme antibactérien du graphène est la suivante :

Le mécanisme antibactérien du graphènea été largement étudié par une équipe collaborative internationale. Y compris les chercheurs de l’Académie chinoise des sciences, du centre de recherche IBM Watson et de l’Université de Columbia. Ils ont réalisé des progrès significatifs dans l’étude des mécanismes moléculaires de l’interaction entre le graphène et les membranes cellulaires bactériennes. Des articles récents sur ce sujet ont été publiés dans la revue « Nature Nanotechnology ».

Selon les recherches de l'équipe, le graphène a la capacité de perturber les membranes cellulaires bactériennes, entraînant une fuite de substances intracellulaires et la mort bactérienne. Cette découverte suggère que le graphène pourrait potentiellement servir d’« antibiotique » physique non résistant. L’étude révèle en outre que le graphène non seulement s’insère dans les membranes des cellules bactériennes, provoquant des coupures, mais qu’il extrait également les molécules de phospholipides directement de la membrane, perturbant ainsi la structure membranaire et tuant les bactéries. Les expériences de microscopie électronique ont fourni des preuves directes de structures vides étendues dans les membranes cellulaires bactériennes après interaction avec le graphène oxydé, confortant ainsi les calculs théoriques. Ce phénomène d’extraction de molécules lipidiques et de rupture membranaire offre un nouveau mécanisme moléculaire pour comprendre la cytotoxicité et l’activité antibactérienne des nanomatériaux. Cela facilitera également la poursuite des recherches sur les effets biologiques des nanomatériaux de graphène et leurs applications en biomédecine.

 

L'application antibactérienne du graphène dans l'industrie des brosses à dents :

 

En raison des avantages ci-dessus des matériaux composites au graphène, le mécanisme antibactérien et les applications du graphène ont suscité un grand intérêt de la part des chercheurs et des professionnels des industries connexes.

Brosses à dents antibactériennes au graphène, présenté parLe groupe MARBON utilise des poils spécialement conçus à base de matériaux nanocomposites de graphène. Ainsi, il peut inhiber efficacement la croissance et la reproduction des bactéries, réduisant ainsi le risque de maladies bucco-dentaires.

Les poils sont doux mais résistants, permettant un nettoyage en douceur des dents et des gencives tout en protégeant la santé de l'émail et des gencives. La brosse à dents présente également une poignée ergonomique qui offre une prise confortable et une utilisation pratique.

Nous croyons fermement que cette brosse à dents antibactérienne offrira une expérience de soins bucco-dentaires exceptionnelle. Il peut éliminer efficacement la plaque dentaire et les débris alimentaires. De plus, il offre une protection antibactérienne longue durée, garantissant que votre cavité buccale reste fraîche et saine.

 

 

Conclusion:

Les brosses à dents antibactériennes en graphène représentent la dernière avancée dans l'application de matériaux en graphène dans le domaine antibactérien. Grâce à leur vaste potentiel, les brosses à dents antibactériennes au graphène sont en passe de révolutionner les soins bucco-dentaires, offrant aux individus une expérience de soins bucco-dentaires plus saine et plus confortable. À mesure que la recherche sur les matériaux en graphène progresse, les brosses à dents antibactériennes en graphène joueront un rôle de plus en plus important dans la promotion de la santé bucco-dentaire et du bien-être.