Риски для здоровья от графена

В период пандемии широкое использование наночастицы используется для диагностики, средств индивидуальной защиты, профилактики и лечения заболеваний. Ожидается, что использование наночастиц в биомедицине будет продолжать расти из-за стремления к мониторингу здоровья человека в режиме реального времени как к бесшовному взаимодействию человека и машины. 

Самые быстрорастущие наночастицы, которые могут управлять будущими жизнями, — это продукты, полученные из графена. Новый двумерный материал графен имеет преимущества в механических, тепловых и электрических свойствах и используется в носимых датчиках и имплантируемых устройствах, в то время как исследования и разработки окисленной формы оксида графена используются для лечения рака, доставки лекарств, разработки вакцин, ультра- диагностика низких концентраций, устранение микробного загрязнения и клеточная визуализация. 

До сих пор научная литература о продуктах на основе графена в основном сосредоточена на положительных аспектах. Во время пандемии оксид графена стал известен как небезопасная наночастица, которая могла присутствовать в защитные маски и тесты. Тем временем ученые задаются вопросом о возможном разрушительном воздействии продуктов, полученных из графена, на здоровье человека и окружающую среду. Ажиотаж вокруг продуктов, полученных из графена, привел к быстрому переходу от продукта к выпуску на рынок, в то время как надежные и воспроизводимые данные о цитотоксические и генотоксические эффекты все еще отсутствуют. 

Графен без ограничений

В 2010 году два исследователя, Андрей Гейм и Константин Новоселов из Манчестерского университета, получили Нобелевскую премию по физике за выделение слоя с одним атомом углерода, полученного из графита, присутствующего в карандашах, с помощью скотча. Удивительный материал является самым легким и тонким универсальным веществом, известным человечеству. Он прозрачен, электропроводен и избирательно проницаем. 

Атомы С тесно связаны в сотовой (гексагональной) решетке. Благодаря качествам графена материал используется во многих областях, от электроники до биомедицины. В 2013 году Европейская комиссия запустила проект Future and Emerging Technology, Флагманский флагман, с бюджетом в один миллиард евро на десятилетний период с участием 170 ученых и промышленных партнеров из 22 стран, в настоящее время владеющих многими продуктами графена, находящимися в стадии разработки. 

Тем не менее, производство больших объемов и качества графена (чистого, гомогенного и стерильного) по доступным ценам для реализации возможностей продуктов, полученных из графена, в повседневной жизни по-прежнему остается проблемой, равно как и улучшение стандартизации и проверки клеточных систем и биологических систем. для проверки различных форм графена на его токсичность. 

Флагманский проект ЕС по графену признает, что пробелы для выполнения связанных с риском знаний. Ожидается, что применение графена достигнет зрелости в период 2025-2030 гг. Наноматериалы, произведенные в ЕС, должны соответствовать требованиям REACH, чтобы получить разрешение на промышленное производство и коммерциализацию.

Портал взаимодействия человека и машины

Многие политики и эксперты в области общественного здравоохранения продвигают внедрение технологий в здравоохранение как основной инструмент управления профилактикой, диагностикой и лечением заболеваний. Более того, считается, что это полезно для снижения затрат и восполнения нехватки медицинских работников. 

Политика переместится с акцента на болезни на профилактику, что привело к идее Пропуск хорошего здоровья которые могут быть связаны с удостоверением личности и прививочным паспортом. Таким образом, каждый человек может быть проинструктирован, когда и как действовать, чтобы предотвратить болезнь и оставаться в добром здравии, даже во время поездки в другие страны. 

A  сенсорная платформа на основе графена с неинвазивным и инвазивным применением, включая носимые датчики для мониторинга биофизических, биохимических сигналов, сигналов окружающей среды и имплантируемых устройств для нервной, сердечно-сосудистой, пищеварительной и опорно-двигательной систем, по прогнозам, будет иметь огромное значение для реализации искусственного интеллекта. 

В рамках проекта Graphene Flagship разрабатываются различные сенсоры кожных пятен на основе графена, чтобы дать людям возможность постоянно монитор и активно сделать более безопасный выбор. Первый инвазивный нейронный интерфейс в головном мозге со способностью интерпретировать сигналы мозга с беспрецедентно высокой точностью, вызывая терапевтический ответ, адаптированный к клиническому состоянию каждого пациента, как ожидается, скоро начнет клинические испытания. Инновация связана с 1,3 миллиарда евро ЕС  Проект "Человеческий мозг" для расширения области нейробиологических вычислений и медицины, связанной с мозгом, ожидая разработки большего количества имплантируемых устройств, влияющих на поведение. 

Оксид графена и человеческий организм 

Оксид графена может непреднамеренно попасть в организм при вдыхании, кожном контакте и проглатывании, поскольку он может диспергироваться во многих растворителях. Токсические эффекты GO зависят от нескольких переменных, включая способ введения, влияющий на распределение в организме, дозу, метод синтеза, примеси в процессе производства и его размер, а также физико-химические свойства, такие как степень окисления. 

GO обладает высокой способностью адсорбировать белки, минералы и антитела в организме человека, что преобразует структуру и форму GO в биокорону, которая может взаимодействовать с другими биомолекулами и физиологическими процессами. Было высказано предположение, что различие в биосовместимости связано с различным составом белковой короны, образующейся на их поверхности, которая определяет их клеточное взаимодействие и провоспалительные эффекты. 

Многочисленные противоречивые результаты, от отсутствия токсичности до возможного долгосрочного серьезного повреждения, в зависимости от физико-химических свойств и выбранных экспериментальных условий, требуют лучшего понимания его токсикокинетики и механизмов острого и длительного воздействия. 

Кроме того, его поведение по отношению к биологическим барьерам, таким как кожа, гематоэнцефалический барьер и барьер плаценты, может различаться. Внутри- и внеклеточная деградация ГО в основном осуществляется макрофагами (иммунными клетками) в различных органах. Легкие, сердце, печень, селезенка и кишечник — это органы, в которых обнаруживается ГО. В связи с этим важно понимать возможные риски биоперсистенции в организме и нарушения целостности клеточных мембран, метаболических процессов и морфологии организмов. Способ производства ГО имеет ключевое значение для потенциального воздействия на биологические системы, биораспределения и выведения из организма человека. 

Оксид графена и окружающая среда

Независимо от форм графена а большое количество исследований продемонстрировали, что графен влияет на широкий спектр живых организмов, включая прокариоты, бактерии, вирусы, растения, микро- и макробеспозвоночные, млекопитающие, клетки человека и целых животных in vivo. Большая часть доступной современной литературы указывает на то, что наноматериалы на основе графена являются цитотоксическими.

Хотя механизм их цитотоксичности еще не установлен, окислительный стресс, проникновение в клетки и воспаление являются наиболее широко признанными механизмами токсичности наноматериалов на основе графена для водных организмов. К сожалению, по-прежнему существует огромный пробел в информации о влиянии на функцию органов, метаболические эффекты и поведение. 

Одно здоровье

Теперь, когда пандемия подошла к концу, стремление к Одно здоровье стал приоритетом, сосредоточившись на эпиднадзоре, разработке вакцин и лекарств с использованием новых технологий. Однако эксперты и политики неохотно относятся к огромному увеличению биологическая опасность с продуктами на основе графена, которые были выпущены в окружающую среду во время пандемии за последние два года. 

Так как ОГ может легко переноситься воздухом и водой из опасных отходов, возможный негативный аспект загрязнения ГО всех живых существ неизвестен и не может быть исключен. Усиление эффектов ГО на способность бисфенола А разрушать эндокринную систему наблюдалось у взрослый мужчина данио. Острые края GO, которые могут проникать через клеточные мембраны, могут способствовать проникновению микропластика и других неизвестных веществ в организмы. 

Новые болезни могут развиться в результате нарушения всемирной хрупкой сбалансированной экосистемы, необходимой для здоровья и всей жизни на Земле. Этот риск для здоровья населения растет с каждым днем ​​из-за резкого роста недоедания в результате lockdowns подрыв хорошо функционирующая иммунная система и способность разлагать или обезвреживать продукты, полученные из графена. 

Доказательные исследования и этические решения должны преобладать над интеллектуальным ускоренным производством и выпуском продуктов, производных от GO. Приоритет должен быть лучше сосредоточен на способах улучшения доступности достаточного и качественного питания, а также предотвращения выпуска неадекватно проверенных продуктов и восстановления доверия к общественному здравоохранению.