Les risques pour la santé du graphène

Pendant la pandémie, une utilisation généralisée de nanoparticules a été employé pour le diagnostic, l'équipement de protection individuelle, la prévention et le traitement des maladies. L'utilisation des nanoparticules en biomédecine devrait encore augmenter en raison d'un désir de surveillance de la santé humaine en temps réel en tant qu'interaction homme/machine transparente. 

Les nanoparticules les plus en plein essor susceptibles de régir les vies futures sont les produits dérivés du graphène. Le nouveau matériau graphène 2D présente des avantages en termes de propriétés mécaniques, thermiques et électriques et est utilisé dans les capteurs portables et les dispositifs implantables, tandis que la recherche et le développement de l'oxyde de graphène sous forme oxydée sont utilisés pour le traitement du cancer, l'administration de médicaments, le développement de vaccins, l'ultra- diagnostic à faible concentration, éradication de la contamination microbienne et imagerie cellulaire. 

Jusqu'à présent, la littérature scientifique sur les produits dérivés du graphène se concentre principalement sur les aspects positifs. Pendant la pandémie, l'oxyde de graphène est devenu connu comme une nanoparticule dangereuse qui pourrait être présente dans masques faciaux et essais. Pendant ce temps, les scientifiques s'interrogent sur les effets dévastateurs possibles des produits dérivés du graphène sur la santé humaine et l'environnement. Le battage médiatique des produits dérivés du graphène a conduit à une voie rapide du produit à la mise sur le marché, tandis que des données fiables et reproductibles sur effets cytotoxiques et génotoxiques sont toujours portés disparus. 

Graphène illimité

En 2010, deux chercheurs, Andre Geim et Konstantin Novoselov de l'Université de Manchester ont reçu le prix Nobel de physique pour avoir isolé la couche d'atome de carbone dérivée du graphite présent dans les crayons, en utilisant une sorte de scotch. Le matériau étonnant est la substance polyvalente la plus légère et la plus fine connue de l'humanité. Il est transparent, conducteur et sélectivement perméable. 

Les atomes C sont étroitement liés dans un réseau en nid d'abeille (hexagonal). Basé sur les qualités du graphène, le matériau est utilisé dans de nombreux domaines allant de l'électronique à la biomédecine. En 2013, la Commission européenne a lancé un projet sur les technologies futures et émergentes, le graphène Flagship, avec un budget d'un milliard d'euros pour une période de dix ans avec 170 partenaires universitaires et industriels de 22 pays impliqués, possédant désormais de nombreux produits à base de graphène en cours de développement. 

Cependant, la production de graphène en grand volume et de qualité (pur, homogène et stérile) à des prix abordables pour mettre en œuvre les possibilités des produits dérivés du graphène dans la vie quotidienne reste un défi, ainsi que l'amélioration de la normalisation et de la validation des systèmes cellulaires et des systèmes biologiques. tester diverses formes de graphène pour sa toxicité. 

Le projet phare de l'UE sur le graphène reconnaît qu'il existe encore lacunes pour acquérir des connaissances liées aux risques. Il est prévu que l'application du graphène atteindra sa maturité au cours de la période 2025-2030. Les nanomatériaux fabriqués dans l'UE doivent satisfaire à la réglementation REACH afin d'être autorisés pour la production industrielle et la commercialisation.

Un portail vers l'interaction homme-machine

De nombreux politiciens et experts en santé publique promeuvent l'introduction de la technologie dans les soins de santé en tant qu'instrument majeur pour gérer la prévention, le diagnostic et le traitement des maladies. De plus, on pense qu'il est avantageux de réduire les coûts et de combler le manque de professionnels de la santé. 

La politique passerait de l'accent mis sur la maladie à la prévention, ce qui a conduit à l'idée d'un Pass Bonne Santé qui pourraient être liés à une carte d'identité et à un passeport de vaccination. De cette façon, chaque personne peut être informée quand et comment agir pour prévenir la maladie et rester en bonne santé même lorsqu'elle voyage dans d'autres pays. 

A  plate-forme de capteurs à base de graphène avec une application non invasive et invasive, y compris des capteurs portables pour surveiller les signaux biophysiques, biochimiques et environnementaux et des dispositifs implantables pour les systèmes nerveux, cardiovasculaire, digestif et locomoteur, devrait être d'une valeur énorme pour la mise en œuvre de l'intelligence artificielle. 

Dans le projet phare Graphene, divers capteurs de patch cutané basés sur le graphène sont développés pour permettre aux gens de continuer à moniteur et proactive faire des choix plus sûrs. La première interface neuronale invasive dans le cerveau avec la capacité d'interpréter les signaux cérébraux avec une fidélité sans précédent, produisant une réponse thérapeutique adaptée à l'état clinique de chaque patient, devrait entrer prochainement dans les essais cliniques. L'innovation est liée aux 1,3 milliard d'euros de l'UE  Human Brain Project pour améliorer le domaine de l'informatique en neurosciences et de la médecine liée au cerveau en attendant que davantage de dispositifs implantables influençant le comportement soient développés. 

L'oxyde de graphène et le corps humain 

L'oxyde de graphène peut pénétrer involontairement dans le corps par inhalation, contact cutané et ingestion, car il peut se disperser dans de nombreux solvants. Effets toxiques de GO dépendent de plusieurs variables, notamment la voie d'administration influençant la distribution dans l'organisme, la dose, la méthode de synthèse, les impuretés du processus de production et sa taille et ses propriétés physicochimiques comme le degré d'oxydation. 

GO a une capacité d'adsorption élevée pour les protéines, les minéraux et les anticorps dans le corps humain qui transforme la structure et la forme de GO en une bio-couronne qui peut interagir avec d'autres biomolécules et processus physiologiques. Une différence de biocompatibilité a été suggérée comme étant due aux compositions différentielles de la couronne protéique formée sur leurs surfaces qui déterminent leur interaction cellulaire et leurs effets pro-inflammatoires. 

Les nombreux résultats contradictoires allant de l'absence de toxicité à d'éventuels dommages graves à long terme, selon les propriétés physicochimiques et les conditions expérimentales choisies, demandent une meilleure compréhension de sa toxicocinétique et des mécanismes mis en jeu pour une exposition aiguë et à long terme. 

En outre, son comportement vis-à-vis des barrières biologiques telles que la peau, la barrière hémato-encéphalique et la barrière placentaire peut varier. La dégradation intra et extracellulaire du GO est principalement orchestrée par les macrophages (cellules immunitaires) dans les différents organes. Le poumon, le cœur, le foie, la rate et l'intestin sont les organes GO se trouve. Dans ce contexte, il est important de comprendre les risques possibles de bio-persistance dans le corps et d'affecter l'intégrité de la membrane cellulaire, les processus métaboliques et la morphologie des organismes. La manière dont le GO est produit est d'une importance capitale pour l'impact potentiel sur les systèmes biologiques, la biodistribution et l'excrétion par le corps humain. 

L'oxyde de graphène et l'environnement

Indépendamment des formes de graphène a grand nombre d'études ont démontré que le graphène affecte un large éventail d'organismes vivants, y compris les procaryotes, les bactéries, les virus, les plantes, les micro et macroinvertébrés, les mammifères, les cellules humaines et les animaux entiers in vivo. La grande partie de la littérature actuelle disponible indique que les nanomatériaux à base de graphène sont cytotoxiques.

Bien que le mécanisme de leur cytotoxicité n'ait pas encore été établi, le stress oxydatif, la pénétration cellulaire et l'inflammation sont les mécanismes les plus largement reconnus de la toxicité des nanomatériaux à base de graphène chez les organismes aquatiques. Malheureusement, il existe encore un énorme manque d'informations sur l'effet sur la fonction des organes, les effets métaboliques et le comportement. 

Une santé

Maintenant que la pandémie est terminée, nous nous efforçons de Une santé est devenue la priorité, se concentrant sur la surveillance, le développement de vaccins et de médicaments à l'aide de nouvelles technologies. Cependant, les experts et les politiciens sont réticents face à l'énorme augmentation de la Biohazard avec des produits dérivés du graphène qui ont été rejetés dans l'environnement pendant la pandémie au cours des deux dernières années. 

Comme GO peut être facilement transporté par air et par eau à partir de déchets dangereux, l'aspect négatif possible d'une pollution GO de toutes les créatures vivantes est inconnu et ne peut être exclu. Des effets potentialisateurs du GO sur les capacités perturbatrices endocriniennes du Bisphénol A ont été observés chez mâle adulte poisson zèbre. Les arêtes vives du GO qui peuvent pénétrer les membranes cellulaires pourraient faciliter la pénétration des microplastiques et d'autres substances inconnues dans les organismes. 

De nouvelles maladies peuvent se développer en perturbant un écosystème mondial fragile et équilibré nécessaire à la santé et à toute vie sur terre. Ce risque de santé publique s'accroît chaque jour en raison d'une forte augmentation de la malnutrition due à la lockdowns minant un système immunitaire qui fonctionne bien et la capacité de dégrader ou de détoxifier les produits dérivés du graphène. 

Recherche fondée sur des preuves et décisions éthiques doivent prévaloir sur une voie rapide intellectuelle de production et de lancement de produits dérivés de GO. La priorité devrait être de mieux se concentrer sur les moyens d'améliorer la disponibilité d'une alimentation suffisante et de qualité, d'empêcher la diffusion de produits insuffisamment testés et de restaurer la confiance dans la santé publique.