#抗菌材料#石墨烯抗菌#石墨烯抗菌剂#抗菌抗病毒助剂#石墨烯研究院#环能石墨烯
牙周病是人类口腔的常见疾病，其中最常见的是牙龈炎和牙周炎。牙龈炎病变仅局限于牙龈软组织，病因去除后牙龈可 恢复至正常的颜色、形态及质地；牙周炎是由菌斑微生物引发的慢性感染性疾病，牙龈探诊出血和牙槽骨吸收是主要的临床症状，牙周袋形成和牙槽骨破坏是重要的病理改变。牙周炎的破坏不可逆转，如何阻止牙周病变发展和恢复软硬组织缺损，一直是牙周炎治疗的难点和热点。
石墨烯及其衍生物具有装载大剂量蛋白、低毒性、搭载干细胞以及诱导干细胞分化等潜能，在抗菌消炎、引导组织再生等方面已有诸多报道，文章主要综述石墨烯及其衍生物的抗菌性能和引导牙周组织再生性能，为石墨烯及其衍生物类材料用于阻止牙周病变发展和恢复软硬组织缺损提供新思路。
石墨烯及其衍生物材料的生物性能
良好的生物相容性是植入材料和组织工程支架的基本要求，也是设计和改进新型材料的基础。MUNUERA 等将石墨烯纳米薄片与小鼠成纤维细胞共同培养，结果显示石墨烯具有良好的细胞相容性，作为植入物与骨组织直接接触，不但不会影响骨结合过程，反而有利于骨细胞的黏附和增殖。
虽然石墨烯及其衍生物材料具有相对良好的生物相容性，但仍表现出一定的毒性，为了减少石 墨烯及其衍生物对人类健康的不良影响，科学家们进行了多次评估，研究表明石墨烯及其衍生物对哺乳动物的毒性较低，且其毒性一般是在短期、多量且以溶液的形式直接接触细胞或注射进动物体内时才会表现出来，见下表所示。这与其在牙周组织中应用方式截然不同，其在牙周组织中的作用是一个微量、慢性的过程，目前诸多研究表明，石墨烯及其衍生物在牙周组织中的应用尚未表露出明显的生物安全问题。虽然石墨烯及其衍生物材料对生物体有一定的毒性，但可以采取表面修饰或改性、改变接触途径及控制接触时间等措施来降低毒性，使其能在不损害细胞或生物体的情况下发挥作用。
石墨烯及其衍生物在牙周组织中的应用
石墨烯及其衍生物在牙周组织中的研究主要包含抗菌消炎和引导牙周组织再生2个方面。
1、石墨烯及其衍生物材料的抗菌性能：牙菌斑是牙周病发生的使动因子，菌斑堆积不仅可以引起牙龈炎，甚至可以进一步导致牙周炎的发生。已有学者对石墨烯及其衍生物的抗菌性能进行过报道，证实了石墨烯及其衍生物对革兰阳性菌和革兰阴性菌均具有较强的抗菌作用，但所采用的细菌模型主要是大肠杆菌或及金黄色葡萄球菌，也有学者采用牙周致病菌进行实验，证明石墨烯及其衍生物对于牙周致病菌如伴放线聚集杆菌、牙龈卟啉单胞菌等均具有良好的抗菌性能。
2、载药抗菌：石墨烯及其衍生物材料除自身抗菌外，还可作为载体进行载药抗菌，其载药性能取决于负载药物的位置、时间和浓度。药物在高浓度、短时间内向靶目标释放是最理想的状态。
3、恢复牙周组织生理形态和功能：随着时间的推移，牙周炎所造成的牙周组织破坏会持续叠加，如果不进行干预，牙槽骨会逐渐吸收，可能会导致牙齿松动、脱落，并且很难通过自我修复恢复组织完整性。所以在牙周炎的治疗中，恢复牙周支持组织的形态和功能仍然是研究的热点内容之一。
(1) 组织工程支架
牙周组织再生工程的成功在很大程度上取决于支架的功能。支架材料作为牙周组织再生研究的关键，它不仅可为特定的细胞提供合适的环境，还为细胞的迁移、黏附、生长和分化提供生长因子和营养素。
目前，许多研究团队进行大量的研究以探索石墨烯及其衍生物作为引导骨再生支架的可能性，并尝试将石墨烯及其衍生物作为支架的添加材料、支架材料表面的涂层，进一步改善支架材料的某些性能并赋予其生物活性。屏障膜被用于引导性牙周组织再生术中，治疗牙周骨缺损，并增强骨再生潜能，从而促进牙周病患者病情转归。引导性牙周组织再生术是通过具有适当形状物理屏障膜放置于牙周缺损位置，以覆盖再生过程所在的区域。屏障膜将牙周软组织从缺损区域中隔离，一方面防止牙周软组织进入骨缺损，并提供“引导”骨重建的空间；另一方面作为牙周膜干细胞在其表面黏附、增殖和分化的支架，促进牙骨质、牙周膜及牙槽骨的生长，以实现牙周组织再生的目标。作为牙周再生手术的关键环节，屏障膜的使用一直以来备受关注，目前运用于临床屏障膜主要有第1代不可吸收膜和第2代可吸收膜.第1代不可吸收膜性能优异，但需要二次手术取出，增加了感染和再生骨丢失的风险。第2代可吸收膜主要是胶原蛋白膜和壳聚糖膜，具有降解速度过快及生物活性不强等限制，不能满足牙周再生治疗的需求。
石墨烯及其衍生物可为组织工程支架提供有利于细胞黏附的表面进而促进细胞附着和增殖，并能促进支架与周围组织之间的生物整合；石墨烯及其衍生物具有良好的生物相容性和一定的亲水性能，作为支架的添加材料或支架材料表面的涂层材料可以增强支架材料的机械强度；石墨烯及其衍生物可以改善屏障膜的理化性能，增强其骨引导、骨诱导性能。这些新膜有希望作为传统屏障膜的有效替代品用于牙周组织修复。
（2）诱导牙周膜干细胞分化
牙周膜干细胞是牙周组织再生的主要功能细胞，牙周膜干细胞通过不断增殖分化来维持牙周组织稳态，促进组织再生，并有能力分化为成骨/牙骨质细胞、成牙本质细胞和成纤维细胞， 其中成骨/牙骨质细胞最具临床意义。
虽然牙周膜干细胞是牙周组织再生的主要功能细胞，具有 多向分化潜能，但是通过文献综述发现，在添加石墨烯及其衍生物后，牙周膜干细胞只能定向分化为成骨/牙骨质细胞。
结论
牙周病常由于牙周致病菌感染所致，石墨烯及其衍生物材料具有良好的抗菌性能，可降低细菌对于宿主稳态的破坏，增强宿主先天性反应保护屏障，从而抑制牙周病的发生和发展。与传统的化学抗菌剂相比，石墨烯及其衍生物材料不会产生耐药性。在组织工程方面，石墨烯及其衍生物材料可作为组织工程支架为细胞提供有利于黏附的表面，并可促进支架与周围组织之间后续的生物整合；牙周组织疾病或牙周组织损伤的自我修复能力有限，石墨烯及其衍生物材料会增加牙源性干细胞活力和增殖能力从而促进组织的愈合或再生；石墨烯及其衍生物材料是强大的成骨诱导剂促进成骨相关基因的表达，牙源性干细胞黏附在石墨烯及其衍生物材料表面，在不使用成骨化学诱导剂的情况下即可诱导细胞成骨分化。以上这些研究表明石墨烯及其衍生物材料在治疗牙周病方面具有良好的应用前景。
（一）公司背景介绍
深圳环能石墨烯科技有限公司是由深圳前海石墨烯研究院发起设立，专注于石墨烯改性树脂材料解决方案供应商，已完全拥有石墨烯功能性材料的自主知识产权和核心设计合成能力。公司产品具有低成本、高阻隔、高强度、高抗生物特性等优势，且适用于注塑、吹塑、喷涂、吹膜、流延等多种生产工艺，使用方法简单易得，特别在石墨烯抗菌材料应用研发方面，已取得一系列重大研发成果，非常适合应用于白色家电类产品、厨房家电产品、厨房用具、大众日常生活用品等。
深圳市前海科创石墨烯新技术研究院（SGI），是深圳市政府为加强新材料技术转化战略性设立的新型研发机构
深圳石墨烯研究院面向老百姓高质量生活的需求和民营企业的创新需求，以市场为导向，已经打造了4大重点实验室、2个中试基地、成立了以石墨烯专有技术孵化推广的2个平台公司，6家项目公司，40余项产品；设立了中小企业联盟，上市公司、科研机构及基金共达400余家加入企业联盟，举办科技交流活动65场次，累计参加人数8000多人，平均每周200多人次交流，已为数千家企业提供技术解决方案服务。
自主研发和应用场景控制能力是深圳石墨烯研究院的核心竞争力，重点把握技术中试和商业中试两个核心，全面整合新材料产业的创新技术、应用技术和产业资源。
（二）公司自主研发的产品及应用领域
石墨烯抗菌母粒材料在家电行业具体应用产品包括：生活电器（空气净化器、加湿器、送风机、料理机、豆浆机、榨汁机等）、日用电器（清扫机器人、洗地机、吸尘器等）、家用电器（空调、冰箱、洗衣机、微波炉等），厨卫用品（餐具、菜板等）、电器开关等PP/PE/ABS/PC/PS 等塑料材料上添加我们抗菌母粒使用。
（三）产品技术优势：
1、安全环保无du（食品接触级材料）：石墨烯抗菌材料是利用纳米刀等多重协同纯物理灭菌原理，可完全破坏并阻隔细菌生长，无任何化学毒性，与高分子材料充分融合在一起，无材料脱落或迁移现象，材料安全性和稳定性高。相关产品已通过欧盟食品级的检测认证(EU) 2020/1245，可完全用于食品接触级产品。可广泛应用于生活电器和厨卫小家电等对食品接触级材料严格要求的产品上。
2、抗菌抗病du广谱性。不仅对常见的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色nianzhu菌可达到99.9%以上抗菌效果，同时对冠状病du、流感病du、鼠伤寒沙门氏菌、宋氏志贺氏菌、单增李斯特氏菌等非常见细菌病du均有99%以上抗菌抗病du效果。可广泛应用于生活电器、厨卫家电、家用电器等塑料材料上使用。
3、杀菌时效性快。经相关专业权威的机构检测，杀菌时效性可达10分钟内。可广泛应用于对杀菌时效性有特殊要求的产品上。
4、防霉效果好。可达到防霉zuigao等级“0”级，有效抑制霉菌滋生，可广泛应用于冰箱等对防霉有特殊要求的产品上。
5、为企业降本增效效果显著。相比目前市场常见的银系抗菌剂，抗菌材料成本节省1500-2000元/吨，降本达30%-50%。
6、差异化产品宣传新卖点。相比目前市场上同类产品普遍使用的银系抗菌剂，替换应用石墨烯抗菌新材料更显得独树一帜，容易吸引消费者眼球。
如有需要咨询请联系深圳石墨烯研究院纪生
牙周病是人类口腔的常见疾病，其中最常见的是牙龈炎和牙周炎。牙龈炎病变仅局限于牙龈软组织，病因去除后牙龈可 恢复至正常的颜色、形态及质地；牙周炎是由菌斑微生物引发的慢性感染性疾病，牙龈探诊出血和牙槽骨吸收是主要的临床症状，牙周袋形成和牙槽骨破坏是重要的病理改变。牙周炎的破坏不可逆转，如何阻止牙周病变发展和恢复软硬组织缺损，一直是牙周炎治疗的难点和热点。
石墨烯及其衍生物具有装载大剂量蛋白、低毒性、搭载干细胞以及诱导干细胞分化等潜能，在抗菌消炎、引导组织再生等方面已有诸多报道，文章主要综述石墨烯及其衍生物的抗菌性能和引导牙周组织再生性能，为石墨烯及其衍生物类材料用于阻止牙周病变发展和恢复软硬组织缺损提供新思路。
石墨烯及其衍生物材料的生物性能
良好的生物相容性是植入材料和组织工程支架的基本要求，也是设计和改进新型材料的基础。MUNUERA 等将石墨烯纳米薄片与小鼠成纤维细胞共同培养，结果显示石墨烯具有良好的细胞相容性，作为植入物与骨组织直接接触，不但不会影响骨结合过程，反而有利于骨细胞的黏附和增殖。
虽然石墨烯及其衍生物材料具有相对良好的生物相容性，但仍表现出一定的毒性，为了减少石 墨烯及其衍生物对人类健康的不良影响，科学家们进行了多次评估，研究表明石墨烯及其衍生物对哺乳动物的毒性较低，且其毒性一般是在短期、多量且以溶液的形式直接接触细胞或注射进动物体内时才会表现出来，见下表所示。这与其在牙周组织中应用方式截然不同，其在牙周组织中的作用是一个微量、慢性的过程，目前诸多研究表明，石墨烯及其衍生物在牙周组织中的应用尚未表露出明显的生物安全问题。虽然石墨烯及其衍生物材料对生物体有一定的毒性，但可以采取表面修饰或改性、改变接触途径及控制接触时间等措施来降低毒性，使其能在不损害细胞或生物体的情况下发挥作用。
石墨烯及其衍生物在牙周组织中的应用
石墨烯及其衍生物在牙周组织中的研究主要包含抗菌消炎和引导牙周组织再生2个方面。
1、石墨烯及其衍生物材料的抗菌性能：牙菌斑是牙周病发生的使动因子，菌斑堆积不仅可以引起牙龈炎，甚至可以进一步导致牙周炎的发生。已有学者对石墨烯及其衍生物的抗菌性能进行过报道，证实了石墨烯及其衍生物对革兰阳性菌和革兰阴性菌均具有较强的抗菌作用，但所采用的细菌模型主要是大肠杆菌或及金黄色葡萄球菌，也有学者采用牙周致病菌进行实验，证明石墨烯及其衍生物对于牙周致病菌如伴放线聚集杆菌、牙龈卟啉单胞菌等均具有良好的抗菌性能。
2、载药抗菌：石墨烯及其衍生物材料除自身抗菌外，还可作为载体进行载药抗菌，其载药性能取决于负载药物的位置、时间和浓度。药物在高浓度、短时间内向靶目标释放是最理想的状态。
3、恢复牙周组织生理形态和功能：随着时间的推移，牙周炎所造成的牙周组织破坏会持续叠加，如果不进行干预，牙槽骨会逐渐吸收，可能会导致牙齿松动、脱落，并且很难通过自我修复恢复组织完整性。所以在牙周炎的治疗中，恢复牙周支持组织的形态和功能仍然是研究的热点内容之一。
(1) 组织工程支架
牙周组织再生工程的成功在很大程度上取决于支架的功能。支架材料作为牙周组织再生研究的关键，它不仅可为特定的细胞提供合适的环境，还为细胞的迁移、黏附、生长和分化提供生长因子和营养素。
目前，许多研究团队进行大量的研究以探索石墨烯及其衍生物作为引导骨再生支架的可能性，并尝试将石墨烯及其衍生物作为支架的添加材料、支架材料表面的涂层，进一步改善支架材料的某些性能并赋予其生物活性。屏障膜被用于引导性牙周组织再生术中，治疗牙周骨缺损，并增强骨再生潜能，从而促进牙周病患者病情转归。引导性牙周组织再生术是通过具有适当形状物理屏障膜放置于牙周缺损位置，以覆盖再生过程所在的区域。屏障膜将牙周软组织从缺损区域中隔离，一方面防止牙周软组织进入骨缺损，并提供“引导”骨重建的空间；另一方面作为牙周膜干细胞在其表面黏附、增殖和分化的支架，促进牙骨质、牙周膜及牙槽骨的生长，以实现牙周组织再生的目标。作为牙周再生手术的关键环节，屏障膜的使用一直以来备受关注，目前运用于临床屏障膜主要有第1代不可吸收膜和第2代可吸收膜.第1代不可吸收膜性能优异，但需要二次手术取出，增加了感染和再生骨丢失的风险。第2代可吸收膜主要是胶原蛋白膜和壳聚糖膜，具有降解速度过快及生物活性不强等限制，不能满足牙周再生治疗的需求。
石墨烯及其衍生物可为组织工程支架提供有利于细胞黏附的表面进而促进细胞附着和增殖，并能促进支架与周围组织之间的生物整合；石墨烯及其衍生物具有良好的生物相容性和一定的亲水性能，作为支架的添加材料或支架材料表面的涂层材料可以增强支架材料的机械强度；石墨烯及其衍生物可以改善屏障膜的理化性能，增强其骨引导、骨诱导性能。这些新膜有希望作为传统屏障膜的有效替代品用于牙周组织修复。
（2）诱导牙周膜干细胞分化
牙周膜干细胞是牙周组织再生的主要功能细胞，牙周膜干细胞通过不断增殖分化来维持牙周组织稳态，促进组织再生，并有能力分化为成骨/牙骨质细胞、成牙本质细胞和成纤维细胞， 其中成骨/牙骨质细胞最具临床意义。
虽然牙周膜干细胞是牙周组织再生的主要功能细胞，具有 多向分化潜能，但是通过文献综述发现，在添加石墨烯及其衍生物后，牙周膜干细胞只能定向分化为成骨/牙骨质细胞。
结论
牙周病常由于牙周致病菌感染所致，石墨烯及其衍生物材料具有良好的抗菌性能，可降低细菌对于宿主稳态的破坏，增强宿主先天性反应保护屏障，从而抑制牙周病的发生和发展。与传统的化学抗菌剂相比，石墨烯及其衍生物材料不会产生耐药性。在组织工程方面，石墨烯及其衍生物材料可作为组织工程支架为细胞提供有利于黏附的表面，并可促进支架与周围组织之间后续的生物整合；牙周组织疾病或牙周组织损伤的自我修复能力有限，石墨烯及其衍生物材料会增加牙源性干细胞活力和增殖能力从而促进组织的愈合或再生；石墨烯及其衍生物材料是强大的成骨诱导剂促进成骨相关基因的表达，牙源性干细胞黏附在石墨烯及其衍生物材料表面，在不使用成骨化学诱导剂的情况下即可诱导细胞成骨分化。以上这些研究表明石墨烯及其衍生物材料在治疗牙周病方面具有良好的应用前景。
（一）公司背景介绍
深圳环能石墨烯科技有限公司是由深圳前海石墨烯研究院发起设立，专注于石墨烯改性树脂材料解决方案供应商，已完全拥有石墨烯功能性材料的自主知识产权和核心设计合成能力。公司产品具有低成本、高阻隔、高强度、高抗生物特性等优势，且适用于注塑、吹塑、喷涂、吹膜、流延等多种生产工艺，使用方法简单易得，特别在石墨烯抗菌材料应用研发方面，已取得一系列重大研发成果，非常适合应用于白色家电类产品、厨房家电产品、厨房用具、大众日常生活用品等。
深圳市前海科创石墨烯新技术研究院（SGI），是深圳市政府为加强新材料技术转化战略性设立的新型研发机构
深圳石墨烯研究院面向老百姓高质量生活的需求和民营企业的创新需求，以市场为导向，已经打造了4大重点实验室、2个中试基地、成立了以石墨烯专有技术孵化推广的2个平台公司，6家项目公司，40余项产品；设立了中小企业联盟，上市公司、科研机构及基金共达400余家加入企业联盟，举办科技交流活动65场次，累计参加人数8000多人，平均每周200多人次交流，已为数千家企业提供技术解决方案服务。
自主研发和应用场景控制能力是深圳石墨烯研究院的核心竞争力，重点把握技术中试和商业中试两个核心，全面整合新材料产业的创新技术、应用技术和产业资源。
（二）公司自主研发的产品及应用领域
石墨烯抗菌母粒材料在家电行业具体应用产品包括：生活电器（空气净化器、加湿器、送风机、料理机、豆浆机、榨汁机等）、日用电器（清扫机器人、洗地机、吸尘器等）、家用电器（空调、冰箱、洗衣机、微波炉等），厨卫用品（餐具、菜板等）、电器开关等PP/PE/ABS/PC/PS 等塑料材料上添加我们抗菌母粒使用。
（三）产品技术优势：
1、安全环保无du（食品接触级材料）：石墨烯抗菌材料是利用纳米刀等多重协同纯物理灭菌原理，可完全破坏并阻隔细菌生长，无任何化学毒性，与高分子材料充分融合在一起，无材料脱落或迁移现象，材料安全性和稳定性高。相关产品已通过欧盟食品级的检测认证(EU) 2020/1245，可完全用于食品接触级产品。可广泛应用于生活电器和厨卫小家电等对食品接触级材料严格要求的产品上。
2、抗菌抗病du广谱性。不仅对常见的大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白色nianzhu菌可达到99.9%以上抗菌效果，同时对冠状病du、流感病du、鼠伤寒沙门氏菌、宋氏志贺氏菌、单增李斯特氏菌等非常见细菌病du均有99%以上抗菌抗病du效果。可广泛应用于生活电器、厨卫家电、家用电器等塑料材料上使用。
3、杀菌时效性快。经相关专业权威的机构检测，杀菌时效性可达10分钟内。可广泛应用于对杀菌时效性有特殊要求的产品上。
4、防霉效果好。可达到防霉zuigao等级“0”级，有效抑制霉菌滋生，可广泛应用于冰箱等对防霉有特殊要求的产品上。
5、为企业降本增效效果显著。相比目前市场常见的银系抗菌剂，抗菌材料成本节省1500-2000元/吨，降本达30%-50%。
6、差异化产品宣传新卖点。相比目前市场上同类产品普遍使用的银系抗菌剂，替换应用石墨烯抗菌新材料更显得独树一帜，容易吸引消费者眼球。
如有需要咨询请联系深圳石墨烯研究院纪生
