المخاطر الصحية للجرافين

خلال الوباء استخدام واسع النطاق لـ النانوية تم توظيفه في التشخيص ، ومعدات الحماية الشخصية ، والوقاية ، وعلاج الأمراض. من المتوقع أن يزداد استخدام الجسيمات النانوية في الطب الحيوي بشكل أكبر بسبب الرغبة في مراقبة صحة الإنسان في الوقت الفعلي كتفاعل سلس بين الإنسان والآلة. 

الجسيمات النانوية الأكثر ازدهارًا التي قد تحكم الحياة المستقبلية هي المنتجات المشتقة من الجرافين. تتميز مادة الجرافين 2-D الجديدة بمزايا في الخواص الميكانيكية والحرارية والكهربائية وتستخدم في أجهزة الاستشعار القابلة للارتداء والأجهزة القابلة للزرع بينما يستخدم البحث والتطوير لأكسيد الجرافين المؤكسد في علاج السرطان وتوصيل الأدوية وتطوير اللقاحات والأشعة فوق البنفسجية. التشخيصات منخفضة التركيز ، والقضاء على التلوث الجرثومي والتصوير الخلوي. 

حتى الآن ، تركز الأدبيات العلمية حول المنتجات المشتقة من الجرافين بشكل أساسي على الجوانب الإيجابية. أثناء الوباء ، أصبح أكسيد الجرافين معروفًا بأنه جسيمات نانوية غير آمنة يمكن أن تكون موجودة فيها الأوجه والاختبارات. في غضون ذلك ، يتساءل العلماء عن الآثار المدمرة المحتملة للمنتجات المشتقة من الجرافين على صحة الإنسان والبيئة. أدى ضجيج المنتجات المشتقة من الجرافين إلى المسار السريع من المنتج إلى الإصدار السوقي مع وجود بيانات موثوقة وقابلة للتكرار على التأثيرات السامة للخلايا والسمية الجينية ما زالوا في عداد المفقودين. 

الجرافين غير محدود

في عام 2010 ، حصل باحثان ، أندريه جيم وكونستانتين نوفوسيلوف من جامعة مانشستر ، على جائزة نوبل في الفيزياء لعزل طبقة ذرة كربون واحدة مشتقة من الجرافيت الموجود في أقلام الرصاص ، باستخدام نوع من الشريط اللاصق. المادة المذهلة هي أخف وأنحف مادة متعددة الاستخدامات معروفة للبشرية. إنه شفاف وموصل وقابل للاختراق بشكل انتقائي. 

ذرات C مرتبطة بإحكام في شبكة قرص العسل (سداسية). بناءً على صفات الجرافين ، تُستخدم المادة في العديد من المجالات التي تتراوح من الإلكترونيات إلى الطب الحيوي. في عام 2013 ، بدأت المفوضية الأوروبية مشروع التكنولوجيا المستقبلية والناشئة الرائد الجرافين، بميزانية تبلغ مليار يورو لمدة عشر سنوات مع 170 أكاديميًا وشريكًا صناعيًا من 22 دولة ، يمتلكون الآن العديد من منتجات الجرافين قيد الإنشاء. 

ومع ذلك ، فإن إنتاج كميات كبيرة من الجرافين عالي الجودة (نقي ومتجانس ومعقم) بأسعار معقولة لتنفيذ إمكانيات المنتجات المشتقة من الجرافين في الحياة اليومية لا يزال يمثل تحديًا ، بالإضافة إلى تحسين توحيد الأنظمة الخلوية والأنظمة البيولوجية والتحقق من صحتها. لاختبار سميته بأشكال مختلفة من الجرافين. 

يقر مشروع الجرافين الرائد في الاتحاد الأوروبي بأنه لا يزال هناك الفجوات لتحقيق المعرفة المتعلقة بالمخاطر. من المتوقع أن يصل تطبيق الجرافين إلى مرحلة النضج في الفترة 2025-2030. يجب أن تفي المواد النانوية المصنعة في الاتحاد الأوروبي بلوائح REACH من أجل الحصول على ترخيص للإنتاج الصناعي والتسويق.

بوابة للتفاعل بين الإنسان والآلة

يروج العديد من السياسيين وخبراء الصحة العامة لإدخال التكنولوجيا في الرعاية الصحية كأداة رئيسية لإدارة الوقاية من الأمراض وتشخيصها وعلاجها. علاوة على ذلك ، يُعتقد أنه من المفيد تقليل التكاليف وسد الفجوة في نقص المتخصصين في الرعاية الصحية. 

ستنتقل السياسة من التركيز على المرض إلى الوقاية مما أدى إلى فكرة أ بطاقة الصحة الجيدة يمكن ربطها ببطاقة الهوية وجواز التطعيم. بهذه الطريقة يمكن إرشاد كل شخص متى وكيف يتصرف للوقاية من المرض والبقاء بصحة جيدة حتى عند السفر إلى بلدان أخرى. 

A  منصة الاستشعار القائمة على الجرافين مع التطبيقات غير الغازية والجائرة بما في ذلك أجهزة الاستشعار القابلة للارتداء لرصد الإشارات الفيزيائية الحيوية والكيميائية الحيوية والبيئية والأجهزة القابلة للزرع للأنظمة العصبية والقلب والأوعية الدموية والجهاز الهضمي والحركي من المتوقع أن تكون ذات قيمة هائلة لتنفيذ الذكاء الاصطناعي. 

في مشروع الجرافين الرائد ، تم تطوير العديد من أجهزة استشعار رقعة الجلد القائمة على الجرافين لتمكين الناس من الاستمرار في ذلك مراقب و استباقي اتخاذ خيارات أكثر أمانًا. الأول الواجهة العصبية الغازية في الدماغ مع القدرة على تفسير إشارات الدماغ بدقة عالية غير مسبوقة ، تنتج استجابة علاجية تتكيف مع الحالة السريرية لكل مريض ، ومن المتوقع أن تدخل التجارب السريرية قريبًا. الابتكار مرتبط بـ1,3 مليار يورو في الاتحاد الأوروبي  مشروع الدماغ البشري لتعزيز مجال الحوسبة في علم الأعصاب والطب المرتبط بالدماغ ، مع توقع تطوير المزيد من الأجهزة القابلة للزرع التي تؤثر على السلوك. 

أكسيد الجرافين وجسم الإنسان 

يمكن أن يدخل أكسيد الجرافين الجسم عن غير قصد من خلال الاستنشاق والتلامس الجلدي والابتلاع حيث يمكن أن يتشتت في العديد من المذيبات. التأثيرات السامة تعتمد نسبة GO على العديد من المتغيرات بما في ذلك مسار الإعطاء الذي يؤثر على التوزيع في الجسم ، والجرعة ، وطريقة التركيب ، والشوائب من عملية الإنتاج وحجمها والخصائص الفيزيائية والكيميائية مثل درجة الأكسدة. 

تتمتع GO بقدرة امتصاص عالية للبروتينات والمعادن والأجسام المضادة في جسم الإنسان والتي تحول هيكل وشكل GO إلى إكليل حيوي يمكن أن يتفاعل مع الجزيئات الحيوية والعمليات الفسيولوجية الأخرى. تم اقتراح اختلاف في التوافق الحيوي بسبب التراكيب التفاضلية لبروتين الهالة المتكونة على أسطحها والتي تحدد تفاعلها الخلوي وتأثيراتها المؤيدة للالتهابات. 

إن العديد من النتائج المتناقضة من عدم وجود سمية لأضرار جسيمة محتملة طويلة الأجل ، اعتمادًا على الخصائص الفيزيائية والكيميائية والظروف التجريبية المختارة ، تتطلب فهمًا أفضل للحركية السمية والآليات التي ينطوي عليها التعرض الحاد وطويل الأجل. 

أيضًا ، قد يختلف سلوكه تجاه الحواجز البيولوجية مثل الجلد والحاجز الدموي الدماغي وحاجز المشيمة. يتم تنظيم التدهور داخل وخارج الخلية لـ GO بشكل أساسي بواسطة البلاعم (الخلايا المناعية) في الأعضاء المختلفة. تم العثور على الرئة والقلب والكبد والطحال والأمعاء. في هذا السياق ، من المهم فهم المخاطر المحتملة للثبات الحيوي في الجسم وسلامة الغشاء الخلوي المتأثر وعمليات التمثيل الغذائي وتشكل الكائنات الحية. تعتبر الطريقة التي يتم بها إنتاج GO ذات أهمية رئيسية للتأثير المحتمل على الأنظمة البيولوجية والتوزيع الحيوي والإفراز من قبل جسم الإنسان. 

أكسيد الجرافين والبيئة

بغض النظر عن أشكال الجرافين أ عدد كبير من الدراسات أظهر أن الجرافين يؤثر على مجموعة واسعة من الكائنات الحية بما في ذلك بدائيات النوى والبكتيريا والفيروسات والنباتات واللافقاريات الدقيقة والماكروية والثدييات والخلايا البشرية والحيوانات الكاملة في الجسم الحي. يشير الجزء الكبير من الأدبيات الحالية المتاحة إلى أن المواد النانوية القائمة على الجرافين سامة للخلايا.

على الرغم من أن آلية تسممها الخلوي لم يتم تحديدها بعد ، إلا أن الإجهاد التأكسدي والاختراق الخلوي والالتهاب كانت آليات معروفة على نطاق واسع لسمية المواد النانوية القائمة على الجرافين في الكائنات المائية. لسوء الحظ ، لا تزال هناك فجوة كبيرة في المعلومات تفتقر إلى التأثير على وظيفة العضو ، وتأثيرات التمثيل الغذائي والسلوك. 

واحد الصحة

الآن بعد أن انتهى الوباء ، نسعى جاهدين واحد الصحة أصبحت الأولوية ، مع التركيز على المراقبة واللقاحات وتطوير الأدوية باستخدام التكنولوجيا الجديدة. ومع ذلك ، فإن الخبراء والسياسيين مترددين بشأن الزيادة الهائلة في واقية مع المنتجات المشتقة من الجرافين التي تم إطلاقها في البيئة أثناء الجائحة في العامين الماضيين. 

نظرًا لأنه يمكن نقل GO بسهولة عن طريق الهواء والماء من النفايات الخطرة ، فإن الجانب السلبي المحتمل لتلوث GO لجميع الكائنات الحية غير معروف ولا يمكن استبعاده. تمت ملاحظة تعزيز تأثيرات GO على قدرات تخريب الغدد الصماء لـ Bisphenol A في ذكر بالغ الزرد. قد تسهل الحواف الحادة لـ GO التي يمكنها اختراق أغشية الخلايا تغلغل اللدائن الدقيقة والمواد الأخرى غير المعروفة في الكائنات الحية. 

قد تتطور أمراض جديدة عن طريق تعطيل نظام بيئي متوازن هش على مستوى العالم ضروري للصحة وجميع أشكال الحياة على الأرض. تتزايد مخاطر الصحة العامة هذه كل يوم بسبب الارتفاع الحاد في سوء التغذية نتيجة ل lockdowns تقويض جهاز مناعة يعمل بشكل جيد والقدرة على إزالة السموم من المنتجات المشتقة من الجرافين. 

البحوث القائمة على الأدلة و قرارات أخلاقية يجب أن تكون سائدة على المسار الفكري السريع لإنتاج وإطلاق المنتجات المشتقة من GO. يجب أن تركز الأولوية بشكل أفضل على طرق تحسين توافر التغذية الكافية والجيدة ، ومنع إطلاق المنتجات المختبرة بشكل غير كافٍ واستعادة الثقة في الصحة العامة.