Brownstone » Brownstone Institute-artikler » Sundhedsrisici ved grafen

Sundhedsrisici ved grafen

DEL | UDSKRIV | EMAIL

Under pandemien en udbredt brug af nanopartikler har været ansat til diagnostik, personligt beskyttelsesudstyr, forebyggelse og behandling af sygdomme. Anvendelsen af ​​nanopartikler i biomedicin forventes at stige yderligere på grund af et ønske om realtidsovervågning af menneskers sundhed som en sømløs interaktion mellem mennesker og maskiner. 

De mest blomstrende nanopartikler, der kan styre fremtidige liv, er grafen-afledte produkter. Det nye 2-D-materiale grafen har fordele i mekaniske, termiske og elektriske egenskaber og bruges i bærbare sensorer og implanterbare enheder, hvorimod forskning og udvikling af den oxiderede form grafenoxid bruges til kræftbehandling, lægemiddellevering, vaccineudvikling, ultra- lavkoncentrationsdiagnostik, udryddelse af mikrobiel kontaminering og cellulær billeddannelse. 

Indtil videre er videnskabelig litteratur om grafen-afledte produkter hovedsageligt fokuseret på de positive aspekter. Under pandemien blev grafenoxid kendt som en usikker nanopartikel, der kunne være til stede i dykkermasker og tests. I mellemtiden sætter forskere spørgsmålstegn ved mulige ødelæggende virkninger af grafen-afledte produkter på menneskers sundhed og miljøet. Hypen med grafen-afledte produkter har ført til et hurtigt spor fra produkt til markedsudgivelse, mens pålidelige og reproducerbare data om cytotoksiske og genotoksiske virkninger er stadig forsvundet. 

Graphene Ubegrænset

I 2010 modtog to forskere, Andre Geim og Konstantin Novoselov fra Manchester University Nobelprisen i fysik for at isolere det ene kulstofatomlag afledt af grafit til stede i blyanter ved at bruge en slags scotch tape. Det fantastiske materiale er det letteste og tyndeste alsidige stof, som menneskeheden kender. Den er gennemsigtig, ledende og selektivt permeabel. 

C-atomerne er tæt bundet i et honeycomb (sekskantet) gitter. Baseret på kvaliteterne af grafen bruges materialet på mange områder, lige fra elektronik til biomedicin. I 2013 startede Europa-Kommissionen et Future and Emerging Technology-projekt, den Graphene Flagskib, med et budget på en milliard euro i en periode på ti år med 170 akademikere og industrielle partnere fra 22 lande involveret, som nu ejer mange grafenprodukter i pipeline. 

Imidlertid er produktion af højvolumen og kvalitetsgrafen (ren, homogen og steril) til overkommelige priser for at implementere mulighederne for grafen-afledte produkter i dagligdagen stadig en udfordring, såvel som at forbedre standardisering og validering af de cellulære systemer og biologiske systemer at teste forskellige former for grafen for dets toksicitet. 

EU's Graphene Flagship Project erkender, at der stadig er huller at opfylde risikorelateret viden. Det forventes, at anvendelsen af ​​grafen vil nå modenhed i perioden 2025-2030. EU-fremstillede nanomaterialer skal opfylde REACH-reglerne for at blive godkendt til industriel produktion og kommercialisering.

En portal til menneske-maskine interaktion

Mange politikere og folkesundhedseksperter fremmer indførelsen af ​​teknologi i sundhedsvæsenet som et vigtigt instrument til at styre forebyggelse, diagnosticering og behandling af sygdomme. Desuden menes det at være fordelagtigt at reducere omkostningerne og udfylde hullet i mangel på sundhedspersonale. 

Politikken vil gå fra fokus på sygdom til forebyggelse, hvilket har ført til tanken om en Godt sundhedspas der kunne være knyttet til et ID-kort og et vaccinationspas. På denne måde kan hver person blive instrueret i, hvornår og hvordan de skal handle for at forebygge sygdom og forblive ved godt helbred, selv når de rejser til andre lande. 

grafenbaseret sensorplatform med ikke-invasiv og invasiv applikation, herunder bærbare sensorer til overvågning af biofysiske, biokemiske, miljømæssige signaler og implanterbare enheder til nerve-, kardiovaskulære, fordøjelses- og bevægelsessystemer, forudses at være af enorm værdi for implementering af kunstig intelligens. 

I Graphene Flagship-projektet udvikles forskellige hudplastresensorer baseret på grafen for at give folk mulighed for løbende at overvåge og proaktivt træffe sikrere valg. Den første invasiv neural grænseflade i hjernen med evnen til at fortolke hjernesignaler med hidtil uset high fidelity, der producerer en terapeutisk respons tilpasset den kliniske tilstand af hver patient, forventes snart at gå i kliniske forsøg. Innovationen er knyttet til EU's 1,3 milliarder euro  Human Brain Project at forbedre området for neurovidenskab, computing og hjernerelateret medicin, idet man forventer, at der udvikles flere implanterbare enheder, der påvirker adfærd. 

Grafenoxid og den menneskelige krop 

Grafenoxid kan utilsigtet trænge ind i kroppen gennem indånding, hudkontakt og indtagelse, da det kan spredes i mange opløsningsmidler. Giftige virkninger af GO er afhængige af adskillige variabler, herunder administrationsvejen, der påvirker fordelingen i kroppen, dosis, syntesemetoden, urenheder fra produktionsprocessen og dens størrelse og fysisk-kemiske egenskaber som oxidationsgrad. 

GO har en høj adsorptionskapacitet for proteiner, mineraler og antistoffer i den menneskelige krop, som transformerer strukturen og formen af ​​GO til en bio-corona, der kan interagere med andre biomolekyler og fysiologiske processer. En forskel i biokompatibilitet blev foreslået at skyldes de forskellige sammensætninger af proteinet corona dannet på deres overflader, der bestemmer deres celleinteraktion og pro-inflammatoriske virkninger. 

De mange modstridende resultater fra ingen toksicitet til mulige langsigtede alvorlige skader, afhængigt af fysisk-kemiske egenskaber og de valgte eksperimentelle forhold, beder om en bedre forståelse af dets toksikokinetik og mekanismer involveret for akut og langvarig eksponering. 

Også dens adfærd over for biologiske barrierer som hud, blod-hjerne-barriere og moderkagebarriere kan variere. Intra- og ekstracellulær nedbrydning af GO er hovedsageligt orkestreret af makrofager (immunceller) i de forskellige organer. Lunge, hjerte, lever, milt og tarm er de organer, GO findes. I denne sammenhæng er det vigtigt at forstå de mulige risici ved biopersistens i kroppen og påvirket cellulær membranintegritet, metaboliske processer og organismers morfologi. Måden, hvorpå GO produceres, er af afgørende betydning for den potentielle påvirkning af biologiske systemer, biodistribution og udskillelse af den menneskelige krop. 

Grafenoxid og miljøet

Uanset former for grafen a stort antal undersøgelser har vist, at grafen påvirker en lang række levende organismer, herunder prokaryoter, bakterier, vira, planter, mikro- og makroinvertebrater, pattedyr, menneskeceller og hele dyr in vivo. Den store del af tilgængelig aktuel litteratur indikerer, at grafen-baserede nanomaterialer er cytotoksiske.

Selvom mekanismen for deres cytotoksicitet endnu ikke er blevet etableret, har oxidativ stress, cellulær penetration og inflammation været de mest anerkendte mekanismer for grafenbaseret nanomaterialers toksicitet i vandlevende organismer. Desværre er der stadig et stort hul af information, der mangler effekt på organfunktion, metaboliske effekter og adfærd. 

En sundhed

Nu hvor pandemien er kommet til en ende, stræber efter En sundhed er blevet prioriteret, med fokus på overvågning, vaccine og lægemiddeludvikling ved hjælp af ny teknologi. Eksperter og politikere er dog tilbageholdende med den enorme stigning i biologisk farlige med grafen-afledte produkter, der er blevet frigivet i miljøet under pandemien de seneste to år. 

Da GO let kan transporteres med luft og vand fra farligt affald, er det mulige negative aspekt af en GO-forurening af alle levende væsener ukendt og kan ikke udelukkes. Forstærkende virkninger af GO på den hormonforstyrrende kapacitet af Bisphenol A er blevet observeret i voksen mand zebrafisk. Skarpe kanter af GO, der kan trænge ind i cellemembraner, kan lette indtrængning af mikroplast og andre ukendte stoffer i organismer. 

Nye sygdomme kan udvikle sig ved at forstyrre et verdensomspændende skrøbeligt afbalanceret økosystem, der er nødvendigt for sundhed og alt liv på jorden. Denne folkesundhedsrisiko vokser hver dag på grund af en kraftig stigning i underernæring som følge af lockdowns underminering et velfungerende immunsystem og evnen til at nedbryde eller afgifte grafen-afledte produkter. 

Evidensbaseret forskning og etiske beslutninger skal være fremherskende over et intellektuelt hurtigt spor af GO-afledt produktproduktion og frigivelse. Prioriteten bør være bedre fokus på måder at forbedre tilgængeligheden af ​​tilstrækkelig og god ernæring på og forhindre frigivelse af utilstrækkeligt testede produkter og genoprette tilliden til folkesundheden.



Udgivet under a Creative Commons Attribution 4.0 International licens
For genoptryk, sæt venligst det kanoniske link tilbage til originalen Brownstone Institute Artikel og forfatter.

Forfatter

  • Carla Peeters

    Carla Peeters er grundlægger og administrerende direktør for COBALA Good Care Feels Better. Hun er midlertidig administrerende direktør og strategisk konsulent for mere sundhed og arbejdsevne på arbejdspladsen. Hendes bidrag fokuserer på at skabe sunde organisationer, vejlede til bedre plejekvalitet og omkostningseffektive behandlinger, der integrerer personlig ernæring og livsstil i medicin. Hun opnåede en ph.d.-grad i immunologi fra det medicinske fakultet i Utrecht, studerede Molecular Sciences ved Wageningen University and Research og fulgte et fireårigt kursus i Higher Nature Scientific Education med speciale i medicinsk laboratoriediagnostik og forskning. Hun fulgte executive-programmer på London Business School, INSEAD og Nyenrode Business School.

    Vis alle indlæg

Doner i dag

Din økonomiske støtte fra Brownstone Institute går til at støtte forfattere, advokater, videnskabsmænd, økonomer og andre modige mennesker, som er blevet professionelt renset og fordrevet under vores tids omvæltning. Du kan hjælpe med at få sandheden frem gennem deres igangværende arbejde.

Abonner på Brownstone for flere nyheder

Hold dig informeret med Brownstone Institute