Биодеградируемый графен для биомедицинских применений

Деградация девственного графена происходит в организме человека при воздействии на природный фермент, обнаруженный в легком, заявили партнеры Graphene Flagship; Французским национальным центром научных исследований (CNRS), Страсбургским университетом, Каролинским институтом и Университетом Кастилья-Ла-Манча (UCLM).

Естественный человеческий фермент может биодеградировать графен, ученые из флагмана Графена объявили

Продукты на основе графена разрабатываются для взаимодействия с человеческим телом в Графенском фланге, включая гибкие биомедицинские электронные системы. Если графен должен использоваться для таких биомедицинских применений, он должен быть биоразлагаемым и, следовательно, выбрасываться из организма.

Чтобы исследовать, как графен действует в организме, Альберто Бьянко и его команда в Графенском флагманском партнере CNRS провели ряд тестов, направленных на поиск того, как и как графен был разрушен с включением типичного человеческого фермента. Фермент здесь, myeloperoxidase (MPO), является пероксидным ферментом, сбрасываемым нейтрофилами, клетками, которые контролируют уничтожение любых бактерий или инородных тел, которые вторгаются в организм, обнаруженные в легких. Если в организме обнаружены бактерии или инородное тело, нейтрофилы окружают его и выделяют МПО, тем самым разрушая угрозу. Более ранняя работа партнеров Graphene Flagship обнаружила, что MPO эффективно биодеградирует оксид графена [Small, 20151; Nanoscale, 20182]. Но структура нефункционализированного графена считалась более устойчивой к разрушению. Чтобы изучить это, Бьянько и его команда проанализировали воздействие МПО, ex vivo, на две формы графена; одно- и несколькослойный.

Бьянько объясняет: « Мы использовали две формы графена, одно- и несколькослойные, приготовленные двумя разными способами в воде. Затем их брали и вступали в контакт с миелопероксидазой в присутствии перекиси водорода. пероксидаза способна деградировать и окислять их. Этого не ожидали, потому что мы думали, что не функционализированный графен более устойчив, чем оксид графена ».

Rajendra Kurapati, первый автор исследования, из Графенского флагманского партнера CNRS, сказал: «Результаты подчеркивают, что высокодисперсный графен может быть деградирован в организме под действием нейтрофилов. Это откроет новый путь для разработка материалов на основе графена ».

При эффективном тестировании ex-vivo тестирование in-vivo является следующим этапом. Бенгт Фадейл, профессор Графенского флагманского партнера Каролинского института, «Понимание того, является ли графен биоразлагаемым или нет, важно для биомедицинских и других применений этого материала. Тот факт, что клетки иммунной системы способны справляться с графеном, очень многообещающий. «

проф. Маурицио Прато (Maaurizio Prato), руководитель рабочего пакета 4, изучающего воздействие на здоровье и окружающую среду, основанный в дипломатическом партнерском университете Графена Триест, сказал: « Ферментативная деградация графена является очень важной темой, поскольку в принципе графен, диспергированный в атмосфера может нанести какой-то вред. Вместо этого, если есть микроорганизмы, способные деградировать графен и связанные с ними материалы, сохранение этих материалов в нашей среде будет сильно уменьшаться. Эти типы исследований необходимы. Необходимо также исследовать природу деградации продуктов.Когда графен переваривается ферментами, он может производить вредные производные. Нам нужно знать структуру этих производных и изучить их влияние на здоровье и окружающую среду ».

проф. Андреа С. Феррари, научный сотрудник и технический директор Графенского флагмана, и председатель его группы управления добавил: « Отчет об успешном проспекте биодеградации графена является очень важным шагом вперед для обеспечения безопасного использования этого материала в приложениях Графенский флагшток с самого начала провел исследование влияния графена на здоровье и окружающую среду в центре своей программы. Эти результаты укрепили нашу инновационную и технологическую карту »

Это исследование было опубликовано в Angewandte Chemie, International Edition 2018, DOI: 10.1002 / anie.201806906 под названием «Деградация однослойного и малослойного графена с помощью нейтрофильной миелопероксидазы» Р. Куропати, С.П. Мукерджи, C. Martín, G. Bepete, E. Vázquez, A. Pénicaud, B. Fadeel и A. Bianco.

Source link