Durante la pandemia un uso diffuso di nanoparticelle è stato impiegato per la diagnostica, i dispositivi di protezione individuale, la prevenzione e il trattamento delle malattie. Si prevede che l'uso di nanoparticelle in biomedicina aumenterà ulteriormente a causa del desiderio di un monitoraggio della salute umana in tempo reale come interazione perfetta tra uomo e macchina.
Le nanoparticelle più in forte espansione che potrebbero governare le vite future sono i prodotti derivati dal grafene. Il nuovo materiale 2-D grafene presenta vantaggi in termini di proprietà meccaniche, termiche ed elettriche ed è utilizzato in sensori indossabili e dispositivi impiantabili, mentre la ricerca e lo sviluppo dell'ossido di grafene in forma ossidata viene utilizzato per il trattamento del cancro, la somministrazione di farmaci, lo sviluppo di vaccini, ultra- diagnostica a bassa concentrazione, eradicazione della contaminazione microbica e imaging cellulare.
Finora la letteratura scientifica sui prodotti derivati dal grafene si concentra principalmente sugli aspetti positivi. Durante la pandemia, l'ossido di grafene è diventato noto come una nanoparticella pericolosa che potrebbe essere presente mascherine e prove. Nel frattempo, gli scienziati si interrogano sui possibili effetti devastanti dei prodotti derivati dal grafene sulla salute umana e sull'ambiente. Il clamore dei prodotti derivati dal grafene ha portato a una corsia preferenziale dal prodotto al rilascio sul mercato, mentre dati affidabili e riproducibili su effetti citotossici e genotossici mancano ancora.
Grafene illimitato
Nel 2010 due ricercatori, Andre Geim e Konstantin Novoselov dell'Università di Manchester hanno ricevuto il Premio Nobel per la Fisica per aver isolato l'unico strato di atomo di carbonio derivato dalla grafite presente nelle matite, utilizzando una specie di nastro adesivo. Il materiale straordinario è la sostanza versatile più leggera e sottile conosciuta dall'umanità. È trasparente, conduttivo e selettivamente permeabile.
Gli atomi di C sono strettamente legati in un reticolo a nido d'ape (esagonale). Sulla base delle qualità del grafene, il materiale viene utilizzato in molti campi che variano dall'elettronica alla biomedicina. Nel 2013 la Commissione Europea ha avviato un progetto Future and Emerging Technology, il Fiore all'occhiello del grafene, con un budget di un miliardo di euro per un periodo di dieci anni con 170 accademici e partner industriali di 22 paesi coinvolti, che ora possiedono molti prodotti al grafene in cantiere.
Tuttavia, la produzione di grafene ad alto volume e di qualità (puro, omogeneo e sterile) a prezzi accessibili per implementare le possibilità dei prodotti derivati dal grafene nella vita quotidiana è ancora una sfida, oltre a migliorare la standardizzazione e la convalida dei sistemi cellulari e dei sistemi biologici per testare varie forme di grafene per la sua tossicità.
L'UE Graphene Flagship Project riconosce che ci sono ancora lacune per soddisfare le conoscenze relative al rischio. Si prevede che l'applicazione del grafene raggiunga la maturità nel periodo 2025-2030. I nanomateriali fabbricati nell'UE devono soddisfare i regolamenti REACH per essere autorizzati alla produzione industriale e alla commercializzazione.
Un portale per l'interazione uomo-macchina
Molti politici ed esperti di salute pubblica promuovono l'introduzione della tecnologia nell'assistenza sanitaria come uno strumento importante per gestire la prevenzione, la diagnosi e il trattamento delle malattie. Inoltre, si ritiene che sia vantaggioso ridurre i costi e colmare le carenze degli operatori sanitari.
La politica si trasferirebbe da un focus sulla malattia alla prevenzione che ha portato all'idea di a Buono Salute Pass che potrebbe essere collegato a una carta d'identità e passaporto di vaccinazione. In questo modo ogni persona può essere istruita su quando e come agire per prevenire le malattie e mantenersi in buona salute anche quando si viaggia in altri paesi.
A piattaforma di sensori a base di grafene con applicazioni non invasive e invasive, inclusi sensori indossabili per il monitoraggio di segnali biofisici, biochimici, ambientali e dispositivi impiantabili per i sistemi nervoso, cardiovascolare, digestivo e locomotore, si prevede che saranno di enorme valore per l'implementazione dell'Intelligenza Artificiale.
Nel progetto Graphene Flagship vengono sviluppati vari sensori di cerotti cutanei basati sul grafene per consentire alle persone di continuare a lavorare monitore ed in modo proattivo fare scelte più sicure. Il primo interfaccia neurale invasiva nel cervello con la capacità di interpretare i segnali cerebrali con un'alta fedeltà senza precedenti, producendo una risposta terapeutica adattata alle condizioni cliniche di ciascun paziente, dovrebbe entrare presto in studi clinici. L'innovazione è legata ai 1,3 miliardi di euro dell'UE Human Brain Project per migliorare il campo dell'informatica delle neuroscienze e della medicina correlata al cervello, prevedendo lo sviluppo di più dispositivi impiantabili che influenzano il comportamento.
Ossido di grafene e corpo umano
L'ossido di grafene può entrare involontariamente nel corpo attraverso l'inalazione, il contatto cutaneo e l'ingestione poiché può disperdersi in molti solventi. Effetti tossici di GO dipendono da diverse variabili tra cui la via di somministrazione che influenza la distribuzione nell'organismo, la dose, il metodo di sintesi, le impurità dal processo di produzione e le sue dimensioni e proprietà fisico-chimiche come il grado di ossidazione.
GO ha un'elevata capacità di adsorbimento di proteine, minerali e anticorpi nel corpo umano che trasforma la struttura e la forma di GO in una biocorona in grado di interagire con altre biomolecole e processi fisiologici. È stato suggerito che una differenza nella biocompatibilità sia dovuta alle composizioni differenziali della corona proteica formata sulle loro superfici che determinano la loro interazione cellulare e gli effetti pro-infiammatori.
I numerosi risultati contraddittori dell'assenza di tossicità per possibili gravi danni a lungo termine, a seconda delle proprietà fisico-chimiche e delle condizioni sperimentali scelte, richiedono una migliore comprensione della sua tossicocinetica e dei meccanismi coinvolti nell'esposizione acuta ea lungo termine.
Inoltre, il suo comportamento nei confronti delle barriere biologiche come la pelle, la barriera emato-encefalica e la barriera della placenta può variare. La degradazione intra ed extracellulare di GO è principalmente orchestrata dai macrofagi (cellule immunitarie) nei diversi organi. Il polmone, il cuore, il fegato, la milza e l'intestino sono gli organi che si trovano GO. In questo contesto è importante comprendere i possibili rischi della biopersistenza nell'organismo e dell'integrità della membrana cellulare compromessa, dei processi metabolici e della morfologia degli organismi. Il modo in cui viene prodotto il GO è di fondamentale importanza per il potenziale impatto sui sistemi biologici, la biodistribuzione e l'escrezione da parte del corpo umano.
Ossido di grafene e ambiente
Indipendentemente dalle forme di grafene a gran numero di studi hanno dimostrato che il grafene colpisce un'ampia gamma di organismi viventi tra cui procarioti, batteri, virus, piante, micro e macroinvertebrati, mammiferi, cellule umane e interi animali in vivo. La maggior parte della letteratura attuale disponibile indica che i nanomateriali a base di grafene sono citotossici.
Sebbene il meccanismo della loro citotossicità non sia stato ancora stabilito, lo stress ossidativo, la penetrazione cellulare e l'infiammazione sono stati i meccanismi più ampiamente riconosciuti per la tossicità dei nanomateriali a base di grafene negli organismi acquatici. Sfortunatamente, c'è ancora un enorme divario di informazioni prive dell'effetto sulla funzione degli organi, sugli effetti metabolici e sul comportamento.
Una salute
Ora che la pandemia è giunta al termine, lottare per Una salute è diventata la priorità, concentrandosi sulla sorveglianza, sul vaccino e sullo sviluppo di farmaci utilizzando le nuove tecnologie. Tuttavia, esperti e politici sono riluttanti sull'enorme aumento del rischio biologico con prodotti derivati dal grafene che sono stati rilasciati nell'ambiente durante la pandemia negli ultimi due anni.
Poiché il GO può essere facilmente trasportato per via aerea e acqua da rifiuti pericolosi, il possibile aspetto negativo di un inquinamento da GO di tutti gli esseri viventi è sconosciuto e non può essere escluso. Sono stati osservati effetti migliorativi di GO sulle capacità di disturbo endocrino del bisfenolo A maschio adulto pesce zebra. Gli spigoli vivi di GO che possono penetrare nelle membrane cellulari potrebbero facilitare la penetrazione di microplastiche e altre sostanze sconosciute negli organismi.
Nuove malattie possono svilupparsi interrompendo un fragile ecosistema equilibrato mondiale necessario per la salute e tutta la vita sulla terra. Questo rischio per la salute pubblica cresce ogni giorno a causa di un forte aumento della malnutrizione a causa del lockdowns minando un sistema immunitario ben funzionante e la capacità di degradare o disintossicare i prodotti derivati dal grafene.
Ricerca basata sull'evidenza ed decisioni etiche devono essere prevalenti su una corsia preferenziale intellettuale di produzione e rilascio di prodotti derivati da GO. La priorità dovrebbe essere concentrarsi meglio sui modi per migliorare la disponibilità di un'alimentazione sufficiente e buona, prevenire il rilascio di prodotti non adeguatamente testati e ripristinare la fiducia nella salute pubblica.
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