Un nanomateriale rivoluzionario con un enorme potenziale per affrontare molteplici sfide globali potrebbe essere sviluppato ulteriormente senza rischi acuti per la salute umana, suggerisce la ricerca. Lo studio è pubblicato sulla rivista Nature Nanotechnology .

Lo studio mostra che l’inalazione attentamente controllata di un tipo specifico di grafene – il materiale più sottile, super resistente e super flessibile al mondo – non ha effetti negativi a breve termine sulla funzione polmonare o cardiovascolare. Il primo studio clinico sull'esposizione controllata sugli esseri umani è stato condotto utilizzando ossido di grafene sottile e ultrapuro, una forma del materiale compatibile con l'acqua.

I ricercatori affermano che è necessario ulteriore lavoro per scoprire se dosi più elevate di questo materiale di ossido di grafene o di altre forme di grafene avrebbero un effetto diverso. Il team desidera inoltre stabilire se un'esposizione più lunga al materiale, che è migliaia di volte più sottile di un capello umano, comporterebbe ulteriori rischi per la salute.

C'è stato un aumento di interesse per lo sviluppo del grafene, un materiale isolato per la prima volta dagli scienziati nel 2004 e che è stato acclamato come un materiale "meraviglioso". Le possibili applicazioni includono elettronica, schermi di telefoni, abbigliamento, vernici e purificazione dell'acqua.

Il grafene viene attivamente esplorato in tutto il mondo per supportare terapie mirate contro il cancro e altre condizioni di salute, e anche sotto forma di dispositivi e sensori impiantabili. Prima dell'uso medico, tuttavia, tutti i nanomateriali devono essere testati per eventuali effetti avversi.

I ricercatori delle Università di Edimburgo e Manchester hanno reclutato 14 volontari per prendere parte allo studio in condizioni di esposizione e monitoraggio clinico attentamente controllate. I volontari hanno respirato il materiale attraverso una maschera facciale per due ore mentre pedalavano in una camera di esposizione mobile appositamente progettata e portata a Edimburgo dall'Istituto nazionale di sanità pubblica dei Paesi Bassi.

Sono stati misurati gli effetti sulla funzionalità polmonare, sulla pressione sanguigna, sulla coagulazione del sangue e sull'infiammazione del sangue, prima dell'esposizione e a intervalli di due ore. Alcune settimane dopo, ai volontari è stato chiesto di tornare in clinica per ripetute esposizioni controllate a diverse dimensioni di ossido di grafene o ad aria pulita per un confronto.

Non sono stati riscontrati effetti avversi sulla funzionalità polmonare, sulla pressione sanguigna o sulla maggior parte degli altri parametri biologici testati. I ricercatori hanno notato un leggero suggerimento che l'inalazione del materiale potrebbe influenzare il modo in cui il sangue coagula, ma sottolineano che questo effetto era molto piccolo.

Il dottor Mark Miller, del Centro per le scienze cardiovascolari dell'Università di Edimburgo, ha dichiarato:"I nanomateriali come il grafene sono molto promettenti, ma dobbiamo garantire che siano prodotti in modo sicuro prima che possano essere utilizzati più ampiamente nelle nostre vite". . Essere in grado di esplorare la sicurezza di questo materiale unico nei volontari umani è un enorme passo avanti nella nostra comprensione di come il grafene potrebbe influenzare il corpo. Con un'attenta progettazione possiamo sfruttare al meglio la nanotecnologia in tutta sicurezza."

Il professor Kostas Kostarelos, dell'Università di Manchester e dell'Istituto Catalano di Nanoscienza e Nanotecnologia (ICN2) di Barcellona, ​​ha dichiarato:"Questo è il primo studio controllato che coinvolge persone sane per dimostrare che forme molto pure di ossido di grafene, di uno specifico la distribuzione dimensionale e le caratteristiche della superficie possono essere ulteriormente sviluppate in modo da ridurre al minimo il rischio per la salute umana.

"Ci sono voluti più di 10 anni per sviluppare le conoscenze necessarie per portare avanti questa ricerca, dal punto di vista della scienza dei materiali e della biologia, ma anche dalla capacità clinica di condurre studi controllati in sicurezza riunendo alcuni dei maggiori esperti mondiali in questo campo."

Il professor Bryan Williams, direttore scientifico e medico della British Heart Foundation, ha aggiunto:"La scoperta che questo tipo di grafene può essere sviluppato in modo sicuro, con effetti collaterali minimi a breve termine, potrebbe aprire la porta allo sviluppo di nuovi dispositivi, innovazioni terapeutiche e tecniche di monitoraggio. Siamo ansiosi di vedere studi più ampi su un arco temporale più lungo per capire meglio come possiamo utilizzare in modo sicuro i nanomateriali come il grafene per fare passi da gigante nella fornitura di farmaci salvavita ai pazienti."

Ulteriori informazioni: Jack P. M. Andrews et al, Prima inalazione controllata sull'uomo di sottili nanofogli di ossido di grafene per studiare le risposte cardiorespiratorie acute, Nature Nanotechnology (2024). DOI:10.1038/s41565-023-01572-3, www.nature.com/articles/s41565-023-01572-3

Informazioni sul giornale: Nanotecnologia naturale

Fornito dall'Università di Edimburgo