p O grafeno foi aclamado como o material do futuro. Por enquanto, Contudo, pouco se sabe sobre se e como o grafeno afeta nossa saúde se entrar no corpo. Uma equipe de pesquisadores da Empa e do Adolphe Merkle Institute (AMI) em Friburgo já realizou os primeiros estudos em um modelo pulmonar tridimensional para examinar o comportamento do grafeno e de materiais semelhantes ao grafeno, uma vez que foram inalados. p Tração, à prova de rasgo, altamente elástico e eletricamente condutor:o grafeno tem uma gama surpreendente de propriedades extraordinárias, que permitem aplicações revolucionárias em uma vasta gama de campos. Não é por acaso que a UE lançou o projeto Graphene Flagship, que conta com um bilhão de euros em financiamento e é a maior iniciativa de pesquisa europeia. Como parte deste enorme projeto, A Empa também traz sua experiência para a mesa, uma vez que os aspectos potenciais para a saúde e o impacto no organismo humano também desempenham um papel fundamental no âmbito desta investigação pan-europeia do grafeno.

p Essas atividades agora geraram um projeto adicional financiado pela Swiss National Science Foundation (SNSF), que foi lançado recentemente na Empa e AMI. Envolve o uso de um modelo de pulmão 3-D celular, com a ajuda do qual os pesquisadores esperam descobrir que impacto o grafeno e materiais semelhantes ao grafeno podem ter no pulmão humano em condições que sejam tão realistas quanto possível. Façanha nada fácil:afinal, nem todo grafeno é igual. Dependendo do método de produção e processamento, uma vasta gama de formas e espectros de qualidade do material emerge, que por sua vez pode desencadear diferentes respostas no pulmão

p Culturas de células tridimensionais "inalam" partículas

p A equipe de pesquisa liderada por Peter Wick, Tina Bürki e Jing Wang da Empa e Barbara Rothen-Rutishauser e Barbara Drasler da AMI publicaram recentemente seus primeiros resultados na revista Carbono . Graças ao modelo de pulmão 3-D, os pesquisadores conseguiram simular as condições reais na barreira sangue-ar e o impacto do grafeno no tecido pulmonar da forma mais realista possível - sem quaisquer testes em animais ou humanos. É um modelo de célula que representa os alvéolos pulmonares. Os testes convencionais in vitro funcionam com culturas de células de apenas um tipo de célula - o modelo de pulmão recém-estabelecido, por outro lado, tem três tipos de células diferentes, que simulam as condições dentro do pulmão, nomeadamente células epiteliais alveolares e dois tipos de células imunitárias - macrófagos e células dendríticas.

p Outro fator que tem sido virtualmente ignorado em testes in vitro até agora é o contato com partículas de grafeno no ar. Usualmente, as células são cultivadas em uma solução nutritiva em uma placa de Petri e expostas a materiais, como o grafeno, neste formulário. Na realidade, Contudo, ou seja, na barreira pulmonar, é uma história totalmente diferente. "O organismo humano normalmente entra em contato com partículas de grafeno por meio da respiração, "explica Tina Bürki, do laboratório de Interações de Biologia de Partículas da Empa.

p Em outras palavras, as partículas são inaladas e tocam o tecido pulmonar diretamente. O novo modelo de pulmão é projetado de forma que as células fiquem em uma membrana de filtro porosa na interface ar-líquido e os pesquisadores borrifem partículas de grafeno nas células do pulmão com o auxílio de um nebulizador para simular o processo no corpo o mais próximo possível. A cultura de células tridimensionais, portanto, efetivamente "respira" a poeira de grafeno.

p Nenhum dano agudo foi descoberto

p Esses testes com o modelo de pulmão 3-D já produziram os primeiros resultados. Os pesquisadores conseguiram provar que nenhum dano agudo é causado ao pulmão se as células epiteliais do pulmão entrarem em contato com óxido de grafeno (GO) ou nanoplacas de grafeno (GNP). Isso inclui respostas como morte celular súbita, estresse oxidativo ou inflamação.

p A fim de também rastrear mudanças crônicas no corpo, o projeto SNSF deve durar três anos; estudos de longo prazo usando o modelo de pulmão são os próximos na agenda. Além de partículas de grafeno puro, Wick e sua equipe também expõem as células do pulmão a partículas de grafeno esfregadas feitas de materiais compostos, que são classicamente usados ​​para reforçar polímeros.

p Jing Wang, do laboratório de Tecnologias Analíticas Avançadas da Empa, também está envolvido. A fim de estimar o número de partículas de grafeno às quais os humanos são expostos da forma mais realista possível, Wang está estudando e quantificando a abrasão de materiais compostos. Com base nesses dados, a equipe expõe o modelo de pulmão 3-D a condições realistas e é capaz de fazer previsões sobre a toxicidade de longo prazo do grafeno e de materiais semelhantes ao grafeno.