Tydens die pandemie was daar 'n wydverspreide gebruik van nanopartikels is gebruik vir diagnostiek, persoonlike beskermingstoerusting, voorkoming en behandeling van siektes. Die gebruik van nanopartikels in biomedisyne sal na verwagting verder toeneem as gevolg van 'n begeerte na intydse menslike gesondheidsmonitering as naatlose mens/masjien-interaksie.
Die mees opkomende nanopartikels wat toekomstige lewens kan beheer, is grafeen-afgeleide produkte. Die nuwe 2D-materiaal grafeen het voordele in meganiese, termiese en elektriese eienskappe en word gebruik in draagbare sensors en inplantbare toestelle, terwyl die navorsing en ontwikkeling van die geoksideerde vorm van grafeenoksied gebruik word vir kankerbehandeling, geneesmiddelaflewering, entstofontwikkeling, ultra-lae konsentrasie diagnostiek, uitwissing van mikrobiese kontaminasie en sellulêre beeldvorming.
Tot dusver is wetenskaplike literatuur oor grafeen-afgeleide produkte hoofsaaklik gefokus op die positiewe aspekte. Tydens die pandemie het grafeenoksied bekend geword as 'n onveilige nanopartikel wat teenwoordig kan wees in gesigmaskers en toetse. Intussen bevraagteken wetenskaplikes die moontlike verwoestende gevolge van grafeen-afgeleide produkte op menslike gesondheid en die omgewing. Die ophef oor grafeen-afgeleide produkte het gelei tot 'n vinnige roete van produk tot markvrystelling, terwyl betroubare en herhaalbare data oor sitotoksiese en genotoksiese effekte word steeds vermis.
Grafeen Onbeperk
In 2010 het twee navorsers, Andre Geim en Konstantin Novoselov van die Universiteit van Manchester, die Nobelprys vir Fisika ontvang vir die isolering van die een koolstofatoomlaag afgelei van grafiet wat in potlode voorkom, deur 'n soort kleefband te gebruik. Die verstommende materiaal is die ligste en dunste veelsydige stof wat aan die mensdom bekend is. Dit is deursigtig, geleidend en selektief deurlaatbaar.
Die koolstofatome is styf gebind in 'n heuningkoek (seshoekige) rooster. Gebaseer op die eienskappe van grafeen word die materiaal in baie velde gebruik, wat wissel van elektronika tot biomedisyne. In 2013 het die Europese Kommissie 'n Toekomstige en Opkomende Tegnologie-projek begin, die Grafeen vlagskip, met 'n begroting van een miljard euro vir 'n tydperk van tien jaar met 170 akademici en industriële vennote van 22 lande betrokke, besit nou baie grafeenprodukte in die pyplyn.
Die produksie van hoë volume en kwaliteit grafeen (suiwer, homogeen en steriel) teen bekostigbare pryse om die moontlikhede van grafeen-afgeleide produkte in die daaglikse lewe te implementeer, is egter steeds 'n uitdaging, asook die verbetering van standaardisering en validering van die sellulêre stelsels en biologiese stelsels om verskillende vorme van grafeen vir sy toksisiteit te toets.
Die EU Grafeen-vlagskipprojek erken dat daar steeds is gapings om risikoverwante kennis te vervul. Daar word verwag dat die toepassing van grafeen in die tydperk 2025-2030 volwassenheid sal bereik. EU-vervaardigde nanomateriale moet aan die REACH-regulasies voldoen om vir industriële produksie en kommersialisering gemagtig te word.
'n Portaal tot Mens-Masjien Interaksie
Baie politici en kundiges in openbare gesondheid bevorder die bekendstelling van tegnologie in gesondheidsorg as 'n belangrike instrument om die voorkoming, diagnose en behandeling van siektes te bestuur. Boonop word dit beskou as voordelig om koste te verminder en die gaping in die tekort aan gesondheidsorgpersoneel te vul.
Die beleid sou van 'n fokus op siektes na voorkoming oorskakel, wat gelei het tot die idee van 'n Goeie Gesondheidspas wat gekoppel kan word aan 'n ID-kaart en inentingspaspoort. Op hierdie manier kan elke persoon opdrag kry wanneer en hoe om op te tree om siektes te voorkom en in goeie gesondheid te bly, selfs wanneer hulle na ander lande reis.
A grafeen-gebaseerde sensorplatform met nie-indringende en indringende toepassings, insluitend draagbare sensors vir die monitering van biofisiese, biochemiese, omgewingsseine en inplantbare toestelle vir senuwee-, kardiovaskulêre, spysverterings- en lokomotoriese stelsels, word voorspel dat dit van enorme waarde sal wees vir die implementering van Kunsmatige Intelligensie.
In die Grafeen-vlagskipprojek word verskeie velpleksensors gebaseer op grafeen ontwikkel om mense te bemagtig om voortdurend monitor en proaktief maak veiliger keuses. Die eerste indringende neurale koppelvlak in die brein met die vermoë om breinseine met ongekende hoë getrouheid te interpreteer, wat 'n terapeutiese reaksie lewer wat aangepas is by die kliniese toestand van elke pasiënt, word binnekort in kliniese proewe verwag. Die innovasie is gekoppel aan die € 1,3 miljard EU Menslike brein Project om die veld van neurowetenskap-rekenaarkunde en breinverwante medisyne te verbeter, met die verwagting dat meer inplantbare toestelle wat gedrag beïnvloed, ontwikkel sal word.
Grafeenoksied en die menslike liggaam
Grafeenoksied kan onbedoeld die liggaam binnedring deur inaseming, dermale kontak en inname, aangesien dit in baie oplosmiddels kan versprei. Giftige effekte van GO is afhanklik van verskeie veranderlikes, insluitend die toedieningsroete wat die verspreiding in die liggaam beïnvloed, die dosis, die metode van sintese, onsuiwerhede van die produksieproses en die grootte en fisies-chemiese eienskappe daarvan soos oksidasiegraad.
GO het 'n hoë adsorpsiekapasiteit vir proteïene, minerale en teenliggaampies in die menslike liggaam, wat die struktuur en vorm van GO omskep in 'n bio-korona wat met ander biomolekules en fisiologiese prosesse kan interaksie hê. 'n Verskil in biokompatibiliteit is voorgestel as gevolg van die verskillende samestellings van die proteïenkorona wat op hul oppervlaktes gevorm word, wat hul selinteraksie en pro-inflammatoriese effekte bepaal.
Die talle teenstrydige resultate, van geen toksisiteit tot moontlike langtermyn ernstige skade, afhangende van fisies-chemiese eienskappe en die gekose eksperimentele toestande, vra vir 'n beter begrip van die toksikokinetika en meganismes betrokke by akute en langtermyn blootstelling.
Ook kan die gedrag daarvan teenoor biologiese hindernisse soos die vel, bloed-breinversperring en die plasenta-versperring wissel. Intra- en ekstrasellulêre afbraak van GO word hoofsaaklik georkestreer deur makrofage (immuunselle) in die verskillende organe. Die long, hart, lewer, milt en ingewande is die organe waarin GO gevind word. In hierdie konteks is dit belangrik om die moontlike risiko's van die biopersistensie in die liggaam en die aangetaste sellulêre membraanintegriteit, metaboliese prosesse en morfologie van organismes te verstaan. Die manier waarop GO geproduseer word, is van kardinale belang vir die potensiële impak op biologiese stelsels, bioverspreiding en uitskeiding deur die menslike liggaam.
Grafeenoksied en die Omgewing
Ongeag die vorme van grafeen a groot aantal studies het gedemonstreer dat grafeen 'n wye reeks lewende organismes in vivo beïnvloed, insluitend prokariote, bakterieë, virusse, plante, mikro- en makro-ongewerweldes, soogdiere, menslike selle en hele diere. Die grootste deel van die beskikbare huidige literatuur dui daarop dat grafeen-gebaseerde nanomateriale sitotoksies is.
Alhoewel die meganisme van hul sitotoksisiteit nog nie vasgestel is nie, is oksidatiewe stres, sellulêre penetrasie en inflammasie die mees erkende meganismes vir grafeen-gebaseerde nanomateriale-toksisiteit in waterorganismes. Ongelukkig is daar steeds 'n groot gaping in inligting oor die effek op orgaanfunksie, metaboliese effekte en gedrag.
Een Gesondheid
Noudat die pandemie tot 'n einde gekom het, streef ons daarna om Een Gesondheid het die prioriteit geword, met die fokus op toesig, entstof- en geneesmiddelontwikkeling met behulp van nuwe tegnologie. Kenners en politici is egter huiwerig oor die enorme toename in die biohazard met grafeen-afgeleide produkte wat die afgelope twee jaar tydens die pandemie in die omgewing vrygestel is.
Aangesien GO maklik deur lug en water vanaf gevaarlike afval vervoer kan word, is die moontlike negatiewe aspek van GO-besoedeling van alle lewende wesens onbekend en kan nie uitgesluit word nie. Versterkende effekte van GO op die endokriene ontwrigtende kapasiteit van Bisfenol A is waargeneem in volwasse man sebravis. Skerp kante van GO wat selmembrane kan binnedring, kan die penetrasie van mikroplastiek en ander onbekende stowwe in organismes vergemaklik.
Nuwe siektes kan ontwikkel deur 'n wêreldwye brose gebalanseerde ekosisteem te ontwrig wat noodsaaklik is vir gesondheid en alle lewe op aarde. Hierdie openbare gesondheidsrisiko groei elke dag as gevolg van 'n skerp toename in wanvoeding as gevolg van die lockdowns ondermyning 'n goed funksionerende immuunstelsel en die vermoë om grafeen-afgeleide produkte af te breek of te ontgift.
Bewysgebaseerde navorsing en etiese besluite moet oorheersend wees bo 'n intellektuele versnelde koers vir die produksie en vrystelling van GO-afgeleide produkte. Die prioriteit moet 'n beter fokus wees op maniere om die beskikbaarheid van voldoende en goeie voeding te verbeter, en die vrystelling van onvoldoende getoetste produkte te voorkom en vertroue in openbare gesondheid te herstel.
-
Carla Peeters is stigter en besturende direkteur van COBALA Good Care Feels Better. Sy is 'n interim-uitvoerende hoof en strategiese konsultant vir meer gesondheid en werkbaarheid in die werkplek. Haar bydraes fokus op die skep van gesonde organisasies, die leiding tot beter gehalte sorg en koste-effektiewe behandelings wat gepersonaliseerde voeding en leefstyl in medisyne integreer. Sy het 'n PhD in Immunologie van die Mediese Fakulteit van Utrecht verwerf, Molekulêre Wetenskappe aan die Wageningen Universiteit en Navorsing gestudeer, en 'n vierjaarkursus in Hoër Natuurwetenskaplike Onderwys gevolg met 'n spesialisasie in mediese laboratoriumdiagnostiek en -navorsing. Sy het uitvoerende programme by die London Business School, INSEAD en Nyenrode Business School gevolg.
Kyk na alle plasings
