Biomedyczne zastosowanie grafenu

251

Terapie antynowotworowe, magazyny energii i baterie, materiały kompozytowe, farby antykorozyjne, a nawet kremy przeciwtrądzikowe – to tylko część rozwiązań, w których naukowcy z warszawskiego Instytutu Mikroelektroniki i Fotoniki należącego do Sieci Badawczej Łukasiewicz wykorzystują odpowiednio zmodyfikowany grafen płatkowy. Polscy badacze mają już w tym obszarze duże sukcesy, potwierdzone patentami i publikacjami o międzynarodowym zasięgu. Część z opracowywanych przez nich rozwiązań trafi już niedługo na rynek.

Grafen jest jedną z alotropowych odmian węgla. To płaska warstwa pojedynczych atomów węgla ułożonych w sześciokątne struktury, przypominające wyglądem plaster miodu. Jest to bardzo wytrzymały materiał, a przy tym bardzo lekki i elastyczny. Doskonale przewodzi też ciepło i prąd elektryczny. Dlatego grafen jest wskazywany jako innowacyjny materiał o całym szeregu zastosowań, który w świecie elektroniki w przyszłości mógłby zastąpić krzem. Kolejnym, szczególnie perspektywicznym obszarem jest jego wykorzystanie w biomedycynie.

– Jednym z zastosowań grafenu w kontekście biomedycznym są terapie antynowotworowe. W tym obszarze wraz z naukowcami z SGGW jesteśmy właścicielem patentu dotyczącego modyfikacji grafenu płatkowego z wykorzystaniem nanocząsteczek platyny, która ma udowodnione działanie przeciwnowotworowe. Odpowiednio przygotowany materiał może być wykorzystany jako nośnik leku, który dostaje się w miejsce zmienione nowotworowo, przylega do komórki  guza, dzięki czemu platyna przenika do jego wnętrza. Nasze badania, które zostały już opublikowane w prestiżowych czasopismach o zasięgu międzynarodowym, pokazują, że guz poddany takiej terapii zmniejsza się, co świadczy o jej skuteczności – wyjaśnia w rozmowie z agencją Newseria Biznes dr inż. Adrian Chlanda, zastępca kierownika Grupy Badawczej Grafen i Kompozyty w Łukasiewiczu – Instytucie Mikroelektroniki i Fotoniki.

Zadaniem grafenu jest dostarczenie skondensowanej dawki takich cząsteczek w miejsce zmienione nowotworowo i umożliwienie wchłonięcia tych cząsteczek przez komórki nowotworowe, co doprowadza w ten sposób do ich śmierci. – Grafen w obszarze biomedycznym może mieć wiele różnych zastosowań. Można tu wspomnieć również m.in. o medycynie regeneracyjnej, w której grafen będzie wykorzystywany do odbudowy różnego rodzaju tkanek – mówi dr inż. Adrian Chlanda.

Grafen znajduje tu zastosowanie np. jako składnik lub pokrycie nowoczesnych, trójwymiarowych rusztowań. Ich powierzchnia odpowiada za interakcje z żywą materią, czyli tkankami i komórkami. Takie zastosowanie grafenu ma umożliwić regenerację tkanki, np. kostnej.

– Aby w pełni wykorzystać potencjał grafenu płatkowego, staramy się w Łukasiewiczu – Instytucie Mikroelektroniki i Fotoniki wytwarzać z grafenu pokrycia rusztowań wykonanych z różnych materiałów, w tym: ceramicznych, metalicznych i polimerowych. Wówczas uzyskujemy efekt, dzięki któremu takie rusztowanie staje się bardziej bioaktywne i bardziej przyjazne dla komórek. Można powiedzieć, że stwarza im dom, w którym komórki bardzo chętnie mieszkają – mówi zastępca kierownika Grupy Badawczej Grafen i Kompozyty.

Naukowcy oceniają, że na wprowadzenie produktów grafenowych na rynek biomedyczny trzeba jeszcze poczekać, głównie ze względu na długi proces badań przedklinicznych i klinicznych.

– Z kolei w kontekście pandemii COVID-19 możemy potraktować grafen jako składnik maseczek medycznych. Wówczas będzie zachodził efekt fotokatalizy: dzięki naświetlaniu promieniowaniem słonecznym grafen będzie wspomagał czyszczenie materiału i pozbawiał go wszelkich grzybów, pleśni i wirusów – podkreśla ekspert.

– Potencjał grafenu obejmuje nie tylko przemysł biomedyczny, ale i kosmetyczny. Jego właściwości antybakteryjne i przeciwtrądzikowe mogłyby znaleźć bezpośrednie zastosowanie np. w kremach i maseczkach kosmetycznych – dodaje dr inż. Tymoteusz Ciuk, kierownik Grupy Badawczej Grafen i Kompozyty w IMiF.

Naukowcy pracują także nad materiałami kompozytowymi z dodatkiem grafenu, który sprawia, że są one bardziej wytrzymałe. Z pasty grafenowej, czyli zawiesiny o bardzo dużym stężeniu, są w stanie wytworzyć papier grafenowy, który może mieć zastosowanie w odprowadzaniu ciepła z urządzeń elektronicznych. Wydajne odprowadzanie ciepła z urządzeń elektronicznych niesie ze sobą dwie korzyści: poprawia jego parametry użytkowe oraz wydłuża jego żywotność.

– Liczymy, że odbiorcą naszego grafenu będą przede wszystkim rynki nowoczesnych materiałów kompozytowych, gdzie grafen płatkowy pod postacią zredukowanego tlenku grafenu mógłby istotnie poprawić właściwości mechaniczne przy jednoczesnym zmniejszeniu wagi. Myślimy tu m.in. o konstrukcjach kadłubów łodzi, katamaranów, ale także ultralekkich samolotów – dodaje dr inż. Tymoteusz Ciuk.

Więcej na neweria.pl

ZOSTAW ODPOWIEDŹ

Proszę wpisać komentarz!
Please enter your name here