Durante la pandemia se generalizó el uso de nanopartículas ha sido empleado para diagnósticos, equipos de protección personal, prevención y tratamientos de enfermedades. Se espera que el uso de nanopartículas en biomedicina aumente aún más debido al deseo de monitorear la salud humana en tiempo real como una interacción perfecta entre humanos y máquinas.
Las nanopartículas en auge que pueden gobernar vidas futuras son los productos derivados del grafeno. El nuevo material 2-D, el grafeno, tiene ventajas en propiedades mecánicas, térmicas y eléctricas y se utiliza en sensores portátiles y dispositivos implantables, mientras que la investigación y el desarrollo del óxido de grafeno en forma oxidada se utilizan para el tratamiento del cáncer, la administración de fármacos, el desarrollo de vacunas, la ultra- diagnósticos de baja concentración, erradicación de contaminación microbiana e imagen celular.
Hasta ahora, la literatura científica sobre productos derivados del grafeno se centra principalmente en los aspectos positivos. Durante la pandemia, el óxido de grafeno se hizo conocido como una nanopartícula insegura que podría estar presente en máscaras faciales y pruebas Mientras tanto, los científicos cuestionan los posibles efectos devastadores de los productos derivados del grafeno en la salud humana y el medio ambiente. La exageración de los productos derivados del grafeno ha llevado a una vía rápida desde el producto hasta el lanzamiento al mercado, mientras que los datos confiables y reproducibles sobre efectos citotóxicos y genotóxicos todavía están desaparecidos.
Grafeno ilimitado
En 2010, dos investigadores, Andre Geim y Konstantin Novoselov de la Universidad de Manchester, recibieron el Premio Nobel de Física por aislar la capa de un átomo de carbono derivado del grafito presente en los lápices, utilizando una especie de cinta adhesiva. El asombroso material es la sustancia versátil más liviana y delgada conocida por la humanidad. Es transparente, conductor y selectivamente permeable.
Los átomos de C están estrechamente unidos en una red de panal (hexagonal). Basado en las cualidades del grafeno, el material se utiliza en muchos campos, desde la electrónica hasta la biomedicina. En 2013, la Comisión Europea inició un proyecto de tecnología futura y emergente, el Nave insignia de grafeno, con un presupuesto de mil millones de euros por un período de diez años con 170 académicos y socios industriales de 22 países involucrados, que ahora posee muchos productos de grafeno en proceso.
Sin embargo, la producción de grafeno de gran volumen y calidad (puro, homogéneo y estéril) a precios asequibles para implementar las posibilidades de los productos derivados del grafeno en la vida diaria sigue siendo un desafío, así como mejorar la estandarización y validación de los sistemas celulares y biológicos. para probar varias formas de grafeno por su toxicidad.
El proyecto insignia de grafeno de la UE reconoce que todavía hay lagunas para cumplir con los conocimientos relacionados con el riesgo. Se espera que la aplicación del grafeno alcance su madurez en el periodo 2025-2030. Los nanomateriales fabricados en la UE deben cumplir con la normativa REACH para poder ser autorizados para la producción y comercialización industrial.
Un portal para la interacción hombre-máquina
Muchos políticos y expertos en salud pública promueven la introducción de la tecnología en el cuidado de la salud como un instrumento importante para gestionar la prevención, el diagnóstico y el tratamiento de enfermedades. Además, se cree que es beneficioso para disminuir los costos y llenar el vacío en la escasez de profesionales de la salud.
La política pasaría de un enfoque en la enfermedad a la prevención, lo que ha llevado a la idea de un Pase de buena salud que podría estar vinculado a una tarjeta de identificación y pasaporte de vacunación. De esta forma cada persona puede ser instruida cuando y como actuar para prevenir enfermedades y mantenerse en buen estado de salud aun cuando viaje a otros países.
A plataforma de sensores basada en grafeno con aplicaciones no invasivas e invasivas que incluyen sensores portátiles para monitorear señales biofísicas, bioquímicas y ambientales y dispositivos implantables para los sistemas nervioso, cardiovascular, digestivo y locomotor se predice que será de enorme valor para implementar la Inteligencia Artificial.
En el proyecto Graphene Flagship, se desarrollan varios sensores de parches para la piel basados en grafeno para permitir a las personas monitorear y proactivamente tomar decisiones más seguras. El primero interfaz neural invasiva en el cerebro con la capacidad de interpretar señales cerebrales con una alta fidelidad sin precedentes, produciendo una respuesta terapéutica adaptada a la condición clínica de cada paciente, se espera que entre pronto en ensayos clínicos. La innovación está vinculada a los 1,3 millones de euros de la UE Proyecto Cerebro Humano para mejorar el campo de la computación neurocientífica y la medicina relacionada con el cerebro esperando que se desarrollen más dispositivos implantables que influyan en el comportamiento.
El óxido de grafeno y el cuerpo humano
El óxido de grafeno puede ingresar al cuerpo sin querer a través de la inhalación, el contacto dérmico y la ingestión, ya que puede dispersarse en muchos solventes. Efectos tóxicos de GO dependen de varias variables, incluida la vía de administración que influye en la distribución en el cuerpo, la dosis, el método de síntesis, las impurezas del proceso de producción y su tamaño y propiedades fisicoquímicas como el grado de oxidación.
GO tiene una alta capacidad de adsorción de proteínas, minerales y anticuerpos en el cuerpo humano que transforma la estructura y la forma de GO en una biocorona que puede interactuar con otras biomoléculas y procesos fisiológicos. Se sugirió que una diferencia en la biocompatibilidad se debe a las composiciones diferenciales de la corona de proteínas formada en sus superficies que determinan su interacción celular y sus efectos proinflamatorios.
Los numerosos resultados contradictorios, desde la ausencia de toxicidad hasta el posible daño grave a largo plazo, según las propiedades fisicoquímicas y las condiciones experimentales elegidas, exigen una mejor comprensión de su toxicocinética y los mecanismos implicados en la exposición aguda y a largo plazo.
Además, su comportamiento frente a barreras biológicas como la piel, la barrera hematoencefálica y la barrera placentaria puede variar. La degradación intra y extracelular de GO está orquestada principalmente por macrófagos (células inmunes) en los diferentes órganos. El pulmón, el corazón, el hígado, el bazo y el intestino son los órganos en los que se encuentra GO. En este contexto, es importante comprender los posibles riesgos de la biopersistencia en el cuerpo y la integridad de la membrana celular afectada, los procesos metabólicos y la morfología de los organismos. La forma en que se produce GO es de importancia clave para el impacto potencial en los sistemas biológicos, la biodistribución y la excreción por parte del cuerpo humano.
El Óxido de Grafeno y el Medio Ambiente
Independientemente de las formas de grafeno a gran cantidad de estudios han demostrado que el grafeno afecta a una amplia gama de organismos vivos, incluidos procariotas, bacterias, virus, plantas, micro y macroinvertebrados, mamíferos, células humanas y animales completos in vivo. La mayor parte de la literatura actual disponible indica que los nanomateriales basados en grafeno son citotóxicos.
Aunque aún no se ha establecido el mecanismo de su citotoxicidad, el estrés oxidativo, la penetración celular y la inflamación han sido los mecanismos más ampliamente reconocidos para la toxicidad de los nanomateriales basados en grafeno en organismos acuáticos. Desafortunadamente, todavía hay una gran brecha de información que carece del efecto sobre la función de los órganos, los efectos metabólicos y el comportamiento.
One Health
Ahora que la pandemia ha llegado a su fin, luchar por One Health se ha convertido en la prioridad, centrándose en la vigilancia, la vacuna y el desarrollo de fármacos utilizando nuevas tecnologías. Sin embargo, expertos y políticos se muestran reacios al enorme aumento de la riesgo biológico con productos derivados del grafeno que se han liberado en el medio ambiente durante la pandemia de los últimos dos años.
Dado que GO puede transportarse fácilmente por aire y agua desde los desechos peligrosos, se desconoce y no puede excluirse el posible aspecto negativo de una contaminación por GO de todos los seres vivos. Se han observado efectos potenciadores de GO sobre las capacidades disruptivas endocrinas del bisfenol A en macho adulto pez cebra Los bordes afilados de GO que pueden penetrar las membranas celulares podrían facilitar la penetración de microplásticos y otras sustancias desconocidas en los organismos.
Se pueden desarrollar nuevas enfermedades al alterar un frágil ecosistema mundial equilibrado necesario para la salud y toda la vida en la tierra. Este riesgo para la salud pública crece cada día debido a un fuerte aumento de la desnutrición como resultado de la cierres minando un sistema inmunitario que funcione bien y la capacidad de degradar o detoxificar productos derivados del grafeno.
Investigación basada en la evidencia y decisiones éticas debe prevalecer sobre una vía rápida intelectual de producción y lanzamiento de productos derivados de GO. La prioridad debe centrarse mejor en las formas de mejorar la disponibilidad de una nutrición adecuada y suficiente, y evitar la liberación de productos probados inadecuadamente y restaurar la confianza en la salud pública.
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