Nghiên cứu Hình ảnh Raman Đồng Phổ cho Thấy Quá Trình Phân Hủy Sinh Học Graphene do Các Đại Thực Bào Trong Cơ Thể

Nghiên cứu này tập trung vào vấn đề quan trọng về khả năng phân hủy sinh học của graphene dưới điều kiện in vivo. Các dấu hiệu đặc trưng của graphene trong phổ Raman được sử dụng để hình ảnh hóa ba chiều (3D) sự phân bố của nó trong phổi, gan, thận và lách của chuột, đồng thời xác định sự phát triển dần dần của rối loạn cấu trúc, diễn ra qua một khoảng thời gian 3 tháng, như được chỉ ra bởi sự hình thành băng D' liên quan đến khuyết tật, sự mở rộng đường nét của dải D và G, sự tăng tỷ lệ I_D/I_G và sự giảm cường độ tổng thể. Trước khi tiêm, graphene chức năng carboxyl có kích thước chiều ngang ∼200 nm được phân tán tốt trong môi trường nước, nhưng 24 giờ sau khi tiêm, các cụm lớn với kích thước lên tới 10 μm được phát hiện trong nhiều cơ quan khác nhau. Sử dụng phương pháp hình ảnh cụm Raman, sự phát triển tạm thời của rối loạn được phát hiện từ ngày thứ 8 trở đi, bắt đầu từ các cạnh và phát triển vào trong trong khoảng thời gian 3 tháng. Sự phân hủy sinh học được thấy rõ ở graphene bị đa thực bào của các đại thực bào gắn với mô và các nghiên cứu biểu hiện gen của các cytokine pro-inflammatoiry cho thấy khả năng đáp ứng miễn dịch hoại tử. Ngoài ra, các nghiên cứu in vitro được tiến hành trên các dòng tế bào đại thực bào cũng cho thấy sự phát triển của rối loạn cấu trúc trong graphene bị nuốt chửng, nhấn mạnh vai trò của các đại thực bào trong quá trình phân hủy sinh học. Đây là báo cáo đầu tiên cung cấp bằng chứng rõ ràng về sự phân hủy sinh học graphene in vivo và những kết quả này có thể thay đổi hoàn toàn quan điểm về các ứng dụng y sinh tiềm năng của graphene.