La degradación del grafeno prístino ocurre en el cuerpo humano cuando interactúa con una enzima natural que se encuentra en el pulmón. anunciaron los socios insignia de Graphene; el Centro Nacional Francés de Investigaciones Científicas (CNRS), Universidad de Estrasburgo, Instituto Karolinska y Universidad de Castilla – La Mancha (UCLM).

Productos a base de grafeno, incluidos los dispositivos electrónicos biomédicos flexibles, están siendo diseñados para interactuar con el cuerpo humano dentro del Graphene Flagship. Si el grafeno se va a utilizar para tales aplicaciones biomédicas, debe ser biodegradable y por lo tanto ser expulsado del cuerpo.

Para probar cómo se comporta el grafeno dentro del cuerpo, Alberto Bianco y su equipo en el socio insignia de Graphene, CNRS, realizaron varias pruebas para determinar si el grafeno se descomponía con la adición de una enzima humana común y cómo. La enzima mieloperoxidasa (MPO), es una enzima peróxido liberada por neutrófilos, células que se encuentran en los pulmones y que son responsables de la eliminación de cuerpos extraños o bacterias que ingresan al cuerpo. Si se detecta un cuerpo extraño o una bacteria dentro del cuerpo, los neutrófilos lo rodean y secretan MPO, destruyendo así la amenaza. El trabajo anterior de los socios de Graphene Flagship encontró que la MPO biodegrada el óxido de grafeno. Sin embargo, se pensó que la estructura del grafeno no funcionalizado era más resistente a la degradación. Para probar esto, Bianco y su equipo analizaron los efectos de MPO, ex vivo, en dos formas de grafeno:de una sola capa y de pocas capas.

Bianco dice, "Usamos dos formas de grafeno:de una sola capa y de pocas capas, preparado por dos métodos diferentes en agua. Luego se tomaron y se pusieron en contacto con mieloperoxidasa en presencia de peróxido de hidrógeno. Esta peroxidasa fue capaz de degradarlos y oxidarlos. Esto realmente no se esperaba, porque pensamos que el grafeno no funcionalizado era más resistente que el óxido de grafeno ".

Rajendra Kurapati, primer autor del estudio, del socio insignia de Graphene CNRS, dijo, "Los resultados enfatizan que el grafeno altamente dispersable podría degradarse en el cuerpo por la acción de los neutrófilos. Esto abriría una nueva vía para desarrollar materiales basados ​​en grafeno".

Las pruebas in vivo son la siguiente etapa. Bengt Fadeel, profesor en Graphene Flagship Partner Karolinska Institute, dice, "Comprender si el grafeno es biodegradable o no es importante para las aplicaciones biomédicas y otras aplicaciones de este material. El hecho de que las células del sistema inmunológico sean capaces de manejar el grafeno es muy prometedor".

Prof. Maurizio Prato, líder del paquete de trabajo 4, dijo, "La degradación enzimática del grafeno es un tema muy importante, porque en principio, el grafeno disperso en la atmósfera podría producir algún daño. En lugar de, si hay microorganismos capaces de degradar el grafeno y materiales relacionados, la persistencia de estos materiales en nuestro entorno se verá fuertemente disminuida. Estos tipos de estudios son necesarios. Lo que también se necesita es investigar la naturaleza de los productos de degradación. Una vez que el grafeno es digerido por las enzimas, podría producir derivados dañinos. Necesitamos conocer la estructura de estos derivados y estudiar su impacto en la salud y el medio ambiente ".

Prof. Andrea C. Ferrari, Oficial de ciencia y tecnología de Graphene Flagship, y presidente de su panel de administración, adicional, "El informe de una vía exitosa para la biodegradación del grafeno es un paso adelante muy importante para garantizar el uso seguro de este material en las aplicaciones. El Graphene Flagship ha puesto la investigación de los efectos del grafeno en la salud y el medio ambiente en el centro de su programa desde el ". Estos resultados fortalecen nuestra hoja de ruta de innovación y tecnología".