Nanomateriale med potentiale til at tackle flere globale udfordringer kan udvikles uden risiko for menneskers sundhed

Et revolutionært nanomateriale med et enormt potentiale til at tackle flere globale udfordringer kan udvikles yderligere uden akut risiko for menneskers sundhed, tyder forskning på. Undersøgelsen er publiceret i tidsskriftet Nature Nanotechnology .

Omhyggeligt kontrolleret indånding af en specifik type grafen – verdens tyndeste, superstærke og superfleksible materiale – har ingen kortsigtede negative virkninger på lunge- eller kardiovaskulær funktion, viser undersøgelsen. Det første kliniske forsøg med kontrolleret eksponering i mennesker blev udført med tyndt, ultrarent grafenoxid - en vandkompatibel form af materialet.

Forskere siger, at der er behov for yderligere arbejde for at finde ud af, om højere doser af dette grafenoxidmateriale eller andre former for grafen ville have en anden effekt. Holdet er også ivrige efter at fastslå, om længere eksponering for materialet, som er tusindvis af gange tyndere end et menneskehår, ville medføre yderligere sundhedsrisici.

Der har været en bølge af interesse for at udvikle grafen - et materiale, der først blev isoleret af videnskabsmænd i 2004, og som er blevet hyldet som et "vidunder"-materiale. Mulige anvendelser omfatter elektronik, telefonskærme, tøj, maling og vandrensning.

Grafen udforskes aktivt rundt om i verden for at hjælpe med målrettet behandling mod kræft og andre sundhedstilstande, og også i form af implanterbare enheder og sensorer. Før medicinsk brug skal alle nanomaterialer dog testes for eventuelle negative virkninger.

Forskere fra universiteterne i Edinburgh og Manchester rekrutterede 14 frivillige til at deltage i undersøgelsen under nøje kontrollerede eksponerings- og kliniske overvågningsforhold. De frivillige åndede materialet gennem en ansigtsmaske i to timer, mens de cyklede i et specialdesignet mobilt eksponeringskammer bragt til Edinburgh fra National Public Health Institute i Holland.

Effekter på lungefunktion, blodtryk, blodpropper og betændelse i blodet blev målt - før eksponeringen og med to timers mellemrum. Et par uger senere blev de frivillige bedt om at vende tilbage til klinikken for gentagne kontrollerede eksponeringer for en anden størrelse af grafenoxid eller ren luft til sammenligning.

Der var ingen negative virkninger på lungefunktion, blodtryk eller størstedelen af ​​andre testede biologiske parametre. Forskere bemærkede en lille antydning af, at indånding af materialet kunne påvirke den måde, blodpropperne på, men de understreger, at denne effekt var meget lille.

Dr. Mark Miller, fra University of Edinburghs Center for Kardiovaskulær Videnskab, sagde:"Nanomaterialer såsom grafen lover så meget, men vi skal sikre, at de er fremstillet på en måde, der er sikker, før de kan bruges mere udbredt i vores liv At være i stand til at udforske sikkerheden af ​​dette unikke materiale i menneskelige frivillige er et stort skridt fremad i vores forståelse af, hvordan grafen kan påvirke kroppen Med omhyggeligt design kan vi sikkert få mest muligt ud af nanoteknologi

Professor Kostas Kostarelos, fra University of Manchester og Catalan Institute of Nanoscience and Nanotechnology (ICN2) i Barcelona, ​​sagde:"Dette er den første kontrollerede undersøgelse nogensinde, der involverer raske mennesker for at påvise, at meget rene former for grafenoxid - af en specifik størrelsesfordeling og overfladekarakter – kan videreudvikles på en måde, der minimerer risikoen for menneskers sundhed.

"Det har taget os mere end 10 år at udvikle viden til at udføre denne forskning, fra et materiale- og biologisk videnskabeligt synspunkt, men også fra den kliniske kapacitet til at udføre sådanne kontrollerede undersøgelser sikkert ved at samle nogle af verdens førende eksperter i dette felt."

Professor Bryan Williams, Chief Scientific and Medical Officer ved British Heart Foundation, tilføjede:"Opdagelsen af, at denne type grafen kan udvikles sikkert med minimale kortsigtede bivirkninger, kan åbne døren til udviklingen af ​​nye anordninger, behandlingsinnovationer og overvågningsteknikker Vi ser frem til at se større undersøgelser over en længere tidsramme for bedre at forstå, hvordan vi sikkert kan bruge nanomaterialer som grafen til at tage skridt til at levere livreddende lægemidler til patienter."

Flere oplysninger: Jack P. M. Andrews et al., First-in-human kontrolleret inhalation af tynde grafenoxid-nanoark for at studere akutte kardiorespiratoriske reaktioner, Nature Nanotechnology (2024). DOI:10.1038/s41565-023-01572-3 , www.nature.com/articles/s41565-023-01572-3

Journaloplysninger: Natur nanoteknologi

Leveret af University of Edinburgh