法國國家科學(xué)研究中心(CNRS)、斯特拉斯堡大學(xué)、卡羅林斯卡研究所和卡斯蒂利亞大學(xué)宣布，當(dāng)與肺中發(fā)現(xiàn)的天然酶相互作用時(shí)，人體內(nèi)發(fā)生原始石墨烯的降解?；谑┑漠a(chǎn)品被設(shè)計(jì)成與人體連接，包括柔性生物醫(yī)學(xué)電子設(shè)備，如果石墨烯被用于這種生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用，它應(yīng)該是可生物降解的，因可被從體內(nèi)排出。

為了測試石墨烯在體內(nèi)的行為，AlbertoBianco和他的石墨烯旗艦合作伙伴CNRS的團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了一些測試，觀察石墨烯是否和如何通過添加普通的人類酶分解。所討論的酶，髓過氧化物酶（MPO），是由中性粒細(xì)胞釋放的過氧化物酶，中性粒細(xì)胞負(fù)責(zé)清除任何異物或進(jìn)入人體的細(xì)菌，發(fā)現(xiàn)于肺部。如果體內(nèi)檢測到異物或細(xì)菌，中性粒細(xì)胞會(huì)包圍并分泌MPO，從而破壞威脅。先前由石墨烯旗艦合作伙伴的工作發(fā)現(xiàn)MPO成功地降解石墨烯氧化物。然而，非官能化石墨烯的結(jié)構(gòu)被認(rèn)為具有更強(qiáng)的耐降解性。為了驗(yàn)證這一點(diǎn)，Bianco和他的團(tuán)隊(duì)觀察了MPO對(duì)單層和多層兩種石墨烯形式的影響。

Bianco解釋說：“我們使用兩種形式的石墨烯，單層和多層，用兩種不同的方法在水中制備。然后，在過氧化氫的存在下，將它們與髓過氧化物酶進(jìn)行接觸。這種過氧化物酶能夠降解和氧化它們。這并不是真正的預(yù)期，因?yàn)槲覀冋J(rèn)為非功能化石墨烯比氧化石墨烯更具抵抗力。

該研究的第一作者RajendraKurapati來自石墨烯旗艦公司CNRS，她說：“研究結(jié)果強(qiáng)調(diào)高度分散的石墨烯可以通過中性粒細(xì)胞的作用在體內(nèi)降解。這將為開發(fā)基于石墨烯的材料開辟新的途徑。”

可生物降解的石墨烯開辟石墨烯材料的新途徑

成功的體外測試，體內(nèi)測試是下一個(gè)階段的工作。BengtFadeel，石墨烯旗艦合作伙伴Karolinska研究所的教授說：“理解石墨烯是否可生物降解對(duì)于這種材料的生物醫(yī)學(xué)和其他應(yīng)用很重要，免疫系統(tǒng)的細(xì)胞能夠處理石墨烯的事實(shí)是非常有希望的。

石墨烯旗艦合作伙伴大學(xué)，負(fù)責(zé)健康和環(huán)境影響研究的“工作包4”的領(lǐng)導(dǎo)人MaurizioPrato教授說：“石墨烯的酶降解是一個(gè)非常重要的課題，因?yàn)樵瓌t上，分散在大氣中的石墨烯可以造成一些傷害。相反，如果有微生物能夠降解石墨烯和相關(guān)材料，這些材料在我們環(huán)境中的持久性將大大降低。這些類型的研究是必要的。我們還需要研究降解產(chǎn)物的性質(zhì)。一旦石墨烯被酶消化，它就可能產(chǎn)生有害的衍生物。我們需要了解這些衍生品的結(jié)構(gòu)，研究它們對(duì)健康和環(huán)境的影響?！?br/>
石墨烯旗艦公司的科學(xué)技術(shù)官員、管理小組主席AndreaC.Ferrari教授補(bǔ)充說：“關(guān)于石墨烯生物降解成功途徑的報(bào)告是確保這種材料在應(yīng)用中安全使用的非常重要的一步。“石墨烯旗艦”從一開始就把石墨烯對(duì)健康和環(huán)境影響的調(diào)查作為其計(jì)劃的中心。

本文發(fā)表在《AngewandteChemie》中，2018國際版，DOI：10.1002/anie.201806906，標(biāo)題為“中性粒細(xì)胞髓過氧化物酶降解單層和少量層石墨烯”，作者R.Kurapati，S.P.Mukherjee，C.Martn，G.Bepete，E.Vzquez，A.Pénicaud，B.FadeelanDA.Bianco。