法國國家科學研究中心(CNRS)、斯特拉斯堡大學、卡羅林斯卡研究所和卡斯蒂利亞大學宣布，當與肺中發(fā)現(xiàn)的天然酶相互作用時，人體內(nèi)發(fā)生原始石墨烯的降解。基于石墨烯的產(chǎn)品被設(shè)計成與人體連接，包括柔性生物醫(yī)學電子設(shè)備，如果石墨烯被用于這種生物醫(yī)學應用，它應該是可生物降解的，因可被從體內(nèi)排出。

為了測試石墨烯在體內(nèi)的行為，AlbertoBianco和他的石墨烯旗艦合作伙伴CNRS的團隊進行了一些測試，觀察石墨烯是否和如何通過添加普通的人類酶分解。所討論的酶，髓過氧化物酶（MPO），是由中性粒細胞釋放的過氧化物酶，中性粒細胞負責清除任何異物或進入人體的細菌，發(fā)現(xiàn)于肺部。如果體內(nèi)檢測到異物或細菌，中性粒細胞會包圍并分泌MPO，從而破壞威脅。先前由石墨烯旗艦合作伙伴的工作發(fā)現(xiàn)MPO成功地降解石墨烯氧化物。然而，非官能化石墨烯的結(jié)構(gòu)被認為具有更強的耐降解性。為了驗證這一點，Bianco和他的團隊觀察了MPO對單層和多層兩種石墨烯形式的影響。

Bianco解釋說：“我們使用兩種形式的石墨烯，單層和多層，用兩種不同的方法在水中制備。然后，在過氧化氫的存在下，將它們與髓過氧化物酶進行接觸。這種過氧化物酶能夠降解和氧化它們。這并不是真正的預期，因為我們認為非功能化石墨烯比氧化石墨烯更具抵抗力。

該研究的第一作者RajendraKurapati來自石墨烯旗艦公司CNRS，她說：“研究結(jié)果強調(diào)高度分散的石墨烯可以通過中性粒細胞的作用在體內(nèi)降解。這將為開發(fā)基于石墨烯的材料開辟新的途徑。”

可生物降解的石墨烯開辟石墨烯材料的新途徑

成功的體外測試，體內(nèi)測試是下一個階段的工作。BengtFadeel，石墨烯旗艦合作伙伴Karolinska研究所的教授說：“理解石墨烯是否可生物降解對于這種材料的生物醫(yī)學和其他應用很重要，免疫系統(tǒng)的細胞能夠處理石墨烯的事實是非常有希望的。

石墨烯旗艦合作伙伴大學，負責健康和環(huán)境影響研究的“工作包4”的領(lǐng)導人MaurizioPrato教授說：“石墨烯的酶降解是一個非常重要的課題，因為原則上，分散在大氣中的石墨烯可以造成一些傷害。相反，如果有微生物能夠降解石墨烯和相關(guān)材料，這些材料在我們環(huán)境中的持久性將大大降低。這些類型的研究是必要的。我們還需要研究降解產(chǎn)物的性質(zhì)。一旦石墨烯被酶消化，它就可能產(chǎn)生有害的衍生物。我們需要了解這些衍生品的結(jié)構(gòu)，研究它們對健康和環(huán)境的影響。”

石墨烯旗艦公司的科學技術(shù)官員、管理小組主席AndreaC.Ferrari教授補充說：“關(guān)于石墨烯生物降解成功途徑的報告是確保這種材料在應用中安全使用的非常重要的一步。“石墨烯旗艦”從一開始就把石墨烯對健康和環(huán)境影響的調(diào)查作為其計劃的中心。

本文發(fā)表在《AngewandteChemie》中，2018國際版，DOI：10.1002/anie.201806906，標題為“中性粒細胞髓過氧化物酶降解單層和少量層石墨烯”，作者R.Kurapati，S.P.Mukherjee，C.Martn，G.Bepete，E.Vzquez，A.Pénicaud，B.FadeelanDA.Bianco。