Javascript está actualmente deshabilitado en su navegador.Varias características de este sitio no funcionarán mientras javascript esté deshabilitado.acceso abierto a la investigación científica y médicaEl porcentaje anterior de manuscritos han sido rechazados en los últimos 12 meses.Revistas científicas y médicas de acceso abierto revisadas por pares.Dove Medical Press es miembro de la OAI.Reimpresiones masivas para la industria farmacéutica.Ofrecemos beneficios reales a nuestros autores, incluido el procesamiento rápido de artículos.Registre sus detalles específicos y medicamentos específicos de interés y compararemos la información que proporcione con los artículos de nuestra extensa base de datos y le enviaremos copias en PDF por correo electrónico de inmediato.Volver a Revistas » Nanotecnología, Ciencia y Aplicaciones » Volumen 9Publicado el 16 de marzo de 2016 Volumen 2016:9 Páginas 15—28DOI https://doi.org/10.2147/NSA.S101818Revisión por revisión por pares anónimos únicosEditor que aprobó la publicación: Profesor Israel (Rudi) RubinsteinVideo resumen presentado por Zorawar Singh.Zorawar Singh Department of Zoology, Khalsa College, Amritsar, Punjab, India Resumen: El grafeno ha atraído mucho la atención de la comunidad científica debido a su enorme potencial en diferentes campos, incluidas las ciencias médicas, la agricultura, la seguridad alimentaria, la investigación del cáncer y la ingeniería de tejidos.El potencial de exposición humana generalizada plantea preocupaciones de seguridad sobre el grafeno y sus derivados, denominados nanomateriales de la familia del grafeno (GFN).Debido a sus propiedades químicas y físicas únicas, el grafeno y sus derivados han encontrado lugares importantes en sus respectivos campos de aplicación, sin embargo, también se está descubriendo que tienen efectos citotóxicos y genotóxicos.Desde el descubrimiento del grafeno, se están realizando una serie de investigaciones para averiguar el potencial tóxico de las GFN en diferentes modelos celulares y animales, encontrando su idoneidad para su uso en nuevos y variados campos innovadores.Este documento presenta una revisión sistemática de la investigación realizada sobre GFN y brinda una idea del modo y la acción de estos restos nanométricos.El documento también enfatiza los desarrollos recientes y actualizados en la investigación sobre GFN y sus nanocompuestos por sus efectos tóxicos.Palabras clave: grafeno, puntos cuánticos, desalinización, administración de fármacos, antibacteriano, citotoxicidad, genotoxicidadEl grafeno se ha convertido en un nanocarbono sensacional con propiedades inusuales.El grafeno es una matriz bidimensional plana y hexagonal de átomos de carbono.Cada uno de estos carbonos tiene hibridación sp2 y tiene cuatro enlaces, un enlace σ con cada uno de sus tres vecinos y un enlace π que está orientado fuera del plano.Es un material gapless con conducción balística a temperatura ambiente y alta movilidad del portador.La exposición plana completa de los átomos de carbono hace que el grafeno tenga una superficie teórica >2500 m2/g.Las nuevas propiedades del grafeno y sus estructuras híbridas se han explorado ampliamente para aplicaciones tecnológicas avanzadas en electrónica, óptica y otros campos.El grafeno ha atraído la atención de la comunidad científica desde que Novoselov et al1 lo desarrollaron como una sola capa de material utilizando el método de la cinta adhesiva.Se compone de átomos de carbono dispuestos en una red de panal y tiene un grosor de un solo átomo.Tiene la propiedad de una movilidad intrínseca extremadamente alta de los portadores de carga.Tiene una banda prohibida cero y alta estabilidad química.Los materiales relacionados incluyen grafeno de pocas capas, grafito ultrafino, óxido de grafeno (GO), óxido de grafeno reducido (rGO) y nanoláminas de grafeno.Los materiales de grafeno varían en número de capas, dimensión lateral, química superficial, densidad de defectos o calidad de las hojas de grafeno individuales y composición o pureza.De esta manera, los GFN son análogos a los nanotubos de carbono (CNT), que varían en el número de paredes, el diámetro, la longitud, la química de la superficie y la cantidad, composición y forma física de las impurezas metálicas.2 Los puntos cuánticos de grafeno (GQD) constituyen un cero- Nanomaterial de fotoluminiscencia dimensional a base de carbono que consiste en láminas de grafeno muy delgadas (3–20 nm).La brecha de banda en los GQD es distinta de cero y se puede establecer alterando el tamaño y la química de la superficie de los puntos.3 El grafeno y sus derivados, denominados nanomateriales de la familia del grafeno (GFN), han sido evaluados por sus aplicaciones y toxicidad.Desarrollos recientes en aplicaciones de GFNEn los últimos años, varios nanomateriales novedosos han recibido mucha atención debido a su gran potencial para aplicaciones en agricultura,4–7 seguridad alimentaria y envasado de alimentos.8–16 Entre ellos, los GFN están emergiendo como nanomateriales prometedores que tendrán un papel importante para jugar en diferentes campos de aplicación de las ciencias médicas y físicas.Los GFN se han utilizado ampliamente en el campo de la electrónica.17–22 El grafeno se ha utilizado para la modulación óptica y la fotodetección ultrarrápida y de banda ancha.Estas capacidades optoelectrónicas pueden aumentar los dispositivos semiconductores de óxido de metal complementario (CMOS) para interconexiones ópticas de alta velocidad y baja potencia.23 Estudios recientes han demostrado que los GFN se han utilizado para sus aplicaciones en electrónica orgánica,19 creando supercondensadores de tasa ultra alta para dispositivos portátiles. electrónica,20 contactos de metal-grafeno,21 circuitos integrados y electrónica multifuncional,22 red CNT para electrónica monolítica totalmente de carbono,24 electrónica orgánica de bajo voltaje,25 y electrónica flexible.17,22,26–31 El grafeno también ha atraído mucho interés en la electrónica de radiofrecuencia debido a sus propiedades eléctricas superiores.32 Los circuitos de grafeno exhibieron una excelente estabilidad térmica con poca reducción en el rendimiento cuando los circuitos integrados funcionan como un mezclador de radiofrecuencia de banda ancha a frecuencias de hasta 10 GHz.33 Electrodos de capacitores electroquímicos CNT-GO de paredes múltiples compuestos con Se informó un rendimiento superior a los electrodos GO únicamente.La capacitancia medida se triplicó y alcanzó una capacitancia específica máxima de 231 F/g.34El grafeno, con su estructura microporosa, se ha convertido en un centro de atracción en el campo de la filtración y desalinización del agua.35–41 Se descubrió que el grafeno filtra eficazmente la sal de NaCl del agua.41 El grafeno nanoporoso (NPG) muestra una tremenda promesa como una membrana ultrapermeable para desalinización del agua, que se debe a su espesor atómico y propiedades de tamizado precisas.37 El grafeno se puede modificar mediante la creación de nanoporos en la superficie35 y los canales de poros bien estructurados facilitan el flujo de agua haciendo que el flujo sea más rápido en comparación con la ósmosis inversa (OI) membranasAl modificar el tamaño de los poros, también se pueden filtrar materiales específicos distintos de la sal, en función de su tamaño molecular.Hay menos comprensión sobre si el NPG es lo suficientemente fuerte como para mantener su integridad mecánica bajo las altas presiones hidráulicas inherentes al proceso de desalinización por RO.36 Una membrana de NPG puede mantener su integridad mecánica en RO, pero la elección del sustrato para el grafeno es fundamental para esta actuación.Nicolai et al38 evaluaron las membranas de estructura GO para la desalinización de agua utilizando simulaciones clásicas de dinámica molecular.Para un tamaño de poro dado (n=16 o 32), la permeabilidad al agua de las membranas de estructura GO aumenta cuando el espacio entre poros disminuye, mientras que para un espacio entre poros dado (n=32 o 64), la permeabilidad al agua aumenta hasta en 2 órdenes de magnitud cuando el tamaño de los poros aumenta.Los grupos funcionales carboxilo pueden mejorar la exclusión de iones para todos los poros considerados, pero el efecto se vuelve menos pronunciado a medida que aumentan la concentración de iones y el diámetro de los poros. ser más eficaz para impedir que los iones Cl- pasen a través de la membrana.Se ha encontrado que el grafeno es útil en el campo de las aplicaciones de tejido óseo.42–46 GO tiene un efecto beneficioso sobre la proliferación y diferenciación celular, por lo que es prometedor para los enfoques de ingeniería de tejido óseo.47 Un estudio propuso la combinación de una estructura tridimensional (3D) andamio de espuma de grafeno cargado con células madre mesenquimales derivadas de la médula ósea para mejorar la cicatrización de heridas en la piel. defectos óseos.El grafeno encuentra sus aplicaciones biomédicas ya que presenta propiedades notables como área de superficie alta, alta resistencia mecánica y facilidad de funcionalización.49 El grafeno se probó como un nanomaterial inerte biocompatible, por su efecto sobre el crecimiento in vitro y la diferenciación de células madre mesenquimales adultas de cabra. .La proliferación y diferenciación celular se compararon entre placas de cultivo de tejidos recubiertas de poliestireno y placas recubiertas de grafeno.Se descubrió que los materiales grafíticos eran citocompatibles, lo que apoyaba la adhesión y proliferación celular.50 También se informan nanofibras de grafeno blandas diseñadas para acelerar el crecimiento y desarrollo de los nervios.51 Varios investigadores están realizando desarrollos nuevos y recientes al tomar GFN en el campo de la la ingeniería de tejidos, como López-Dolado et al52, investigó la regeneración neural con respuestas subagudas de ratas con médula espinal lesionada a andamios tridimensionales de óxido de grafeno (3DGO);Zhang et al53 incorporaron GO en poli(ácido láctico) (PLA) como un nanorelleno de refuerzo para producir andamios nanofibrosos compuestos utilizando la técnica de electrohilado para posibles aplicaciones de ingeniería de tejidos;Liao et al54 prepararon un armazón híbrido compuesto de sulfato de condroitina metacrilada, poli(etilenglicol) éter metílico-ε-caprolactona-cloruro de acriloílo y GO que reveló que el sulfato de condroitina metacrilada/poli(etilenglicol) éter metílico-ε-caprolactona-cloruro de acriloílo/ El andamio poroso híbrido GO se puede aplicar en la ingeniería de tejidos de cartílago articular.Se encontró que la proliferación y diferenciación de osteoblastos era significativamente mayor en los andamios de poli(ε-caprolactona) (PCL) que contenían partículas de rGO decoradas con estroncio en contraste con los andamios de PCL y PCL/rGO puros.55El grafeno y sus nanocompuestos han ganado mucha atención en los últimos tiempos en la terapia del cáncer como nanoteranósticos.Tienen un bajo costo de producción, facilidad en la síntesis y diferentes propiedades fisicoquímicas que incluyen un área de superficie ultragrande con estructura plana y conjugación pp con las biomoléculas insaturadas y aromáticas que son favorables para el direccionamiento de fármacos.56 Hay estudios limitados disponibles sobre el uso de nanopartículas de la familia del grafeno. en la terapia del cáncer, sin embargo, señalan una nueva posibilidad de utilizar estos compuestos clave en este campo.Diferentes estudios recientes han revelado el potencial de las nanopartículas de la familia del grafeno en la detección de diferentes tipos de cáncer.57–62 Los GQD funcionalizados con rodamina se han utilizado para la detección de Fe3+ en células madre cancerosas.63 se ha utilizado para la detección de marcadores tumorales de cáncer de pulmón multiplex.64 El nanohíbrido de grafeno recubierto de sílice mesoporoso cargado con nanopartículas de oro activo con peroxidasa también se ha utilizado para la detección de células cancerosas.65 Yim et al66 utilizaron nanocápsulas de plata codificadas con GO con sensibilidad de detección de una sola partícula. hacia la obtención de imágenes de células cancerosas.La nanosonda ultrasensible demostró con éxito su potencial para la obtención de imágenes biológicas de células cancerosas mediante espectroscopia Raman.Las células tumorales circulantes son un grupo de células cancerosas raras que se han desprendido de un tumor primario y circulan en el torrente sanguíneo.Se detectaron células tumorales circulantes en el cáncer de próstata con base en un sensor potenciométrico direccionable de luz modificado con GO carboxilado.59El biomarcador de cáncer es una sustancia que es indicativa de la presencia de cáncer en el cuerpo.Un biomarcador puede ser una molécula secretada por un tumor o una respuesta específica del cuerpo a la presencia de cáncer.La detección de biomarcadores de cáncer siempre ha sido un campo de preocupación para los investigadores.Los GFN se han explotado ampliamente para la detección de varios biomarcadores de cáncer.62,67–72 El biomarcador de cáncer de ovario (CA-125) se detectó mediante la transferencia de energía de resonancia de quimioluminiscencia a GQD.62 De manera similar, el inmunosensor electroquímico con electrodo modificado con grafeno dopado con N fue utilizado para la detección sin etiquetas del biomarcador de cáncer de mama (CA 15-3).71 Se utilizó un inmunodispositivo electroquímico microfluídico basado en papel integrado con nanobiosondas en una película de grafeno para la detección multiplexada ultrasensible de biomarcadores de cáncer.72 Inmunosensor de electroquimioluminiscencia de luminol de alta sensibilidad basado en nanopartículas de óxido de zinc y grafeno decorado con glucosa oxidasa se ha usado para la detección de biomarcadores de cáncer. etiquetas74;biosensor75 basado en nanopartículas encapsuladas en grafeno;inmunosensor de quimioluminiscencia electrogenerado catódico basado en luminol y grafeno76;e inmunosensor sensible basado en la estrategia de amplificación de señal dual de láminas de grafeno y nanoesferas de carbono funcionalizadas con multienzimas.77 Se descubrió que el grafeno es útil en la administración de ácido gambagico (GA) a las células de cáncer de mama y páncreas in vitro sin toxicidad demostrada.Se encontró que los efectos antiproliferativos de GA se vieron significativamente mejorados por su nanoentrega.78Se ha descubierto que el grafeno tiene una alta tendencia a la adsorción de metales.79–81 La solución de nanocompuestos de nafion-grafeno en combinación con un electrodo de película de mercurio revestido in situ se usó como una plataforma electroquímica altamente sensible para la determinación de Zn(II), Cd(II) , Pb(II) y Cu(II) en tampón de acetato 0,1 M (pH 4,6) mediante voltamperometría de redisolución anódica de onda cuadrada.82 Viraka Nellore et al83 informaron del desarrollo del péptido antimicrobiano PGLa y la membrana 3DGO con puente CNT conjugado con glutatión, que se puede utilizar para eliminar As(III), As(V) y Pb(II) del agua.Las láminas de GO se utilizaron en muestras acuosas para una adsorción rápida y eficiente de Pb(II), Cd(II), Bi(III) y Sb(III) debido a su carácter hidrofílico y la repulsión electrostática entre las láminas de GO84. Se probó la eficacia de los monolitos de GO/carboximetilcelulosa (GO/CMC) en cuanto a sus capacidades de adsorción.Se encontró que los monolitos porosos de GO/CMC exhibían una gran capacidad para adsorber iones metálicos.Dado que la CMC es biodegradable y no tóxica, se descubrió que los monolitos porosos de GO/CMC eran adsorbentes ambientales potenciales.79 An et al85 describieron la fabricación y caracterización de un aptasensor de grafeno flexible tipo transistor de efecto de campo (FET) activado por líquido iónico con alta sensibilidad y selectividad por mercurio en mejillones.Este aptasensor tiene potencial para detectar la exposición al Hg en humanos y en el medio ambiente.Henriques et al86 exploraron la preparación de estructuras macroscópicas 3DGO, conformadas por láminas GO individuales autoensamblables con control de su química superficial al combinarse con grupos funcionales de nitrógeno o con grupos funcionales de nitrógeno y azufre y su aplicación en la remoción de Hg(II) de soluciones acuosas.La administración local de moléculas de fármaco a los tejidos diana proporciona un medio para la dosificación eficaz del fármaco, al tiempo que reduce los efectos adversos de la administración sistémica del fármaco.87 Chowdhury et al88 informaron el uso de nanocintas de grafeno oxidado recubiertas con poli(etilenglicol)-diestearoilfosfatidiletanolamina como agente para la administración de fármaco antitumoral lucantona en células de glioblastoma multiforme dirigidas a la enzima de reparación de escisión de base endonucleasa apurínica-1.Weaver et al87 exploraron un nanocompuesto de suministro de fármacos controlado eléctricamente compuesto por GO depositado dentro de un andamio de polímero conductor.El nanocompuesto se cargó con dexametasona y exhibió propiedades eléctricas favorables.En respuesta a la estimulación por voltaje, el nanocompuesto libera el fármaco con un perfil de liberación lineal y una dosis que puede ajustarse alterando la magnitud de la estimulación.No se encontraron subproductos tóxicos que se filtraran de la película durante la estimulación eléctrica.Se descubrió que los efectos antiproliferativos del GA en las células de cáncer de mama y de páncreas se vieron significativamente mejorados por su nanoadministración usando grafeno sin toxicidad demostrada.78 Muchos estudios recientes también han usado grafeno o sus compuestos para administrar o monitorear los sistemas de administración de varios compuestos.89– 94 Angelopoulou et al89 investigaron la aplicación de copolímeros de poli(lactida)-poli(etilenglicol) (PLA-PEG) dispersables en agua para la estabilización de las dispersiones acuosas de GO y el uso del GO estabilizado con PLA-PEG como sistema de suministro para el potente agente anticancerígeno paclitaxel.Se descubrió que PLA-PEG estabiliza GO para la administración controlada de paclitaxel en células cancerosas A549.GFN y sus nanocompuestos como grafeno funcionalizado con almidón,95 nano-GO conjugado con Pt(IV),96 GO PEGilado,97–100 GO estabilizado en soluciones electrolíticas usando hidroxietilcelulosa,101 nanoagregados híbridos de ADN y grafeno,102 y nanopartículas de sílice mesoporosas envueltas en GO103 se utilizaron para varios sistemas de administración de fármacos.La Tabla 1 muestra la compilación sistemática de los estudios que involucran grafeno y sus compuestos en los sistemas de administración de fármacos.Chen et al90 demostraron un sistema de transferencia de energía de resonancia de fluorescencia basado en GQD para la administración de fármacos con objetivos nucleares que permite un seguimiento en tiempo real de la liberación del fármaco.También se propuso un nanocompuesto multifuncional de GQD injertados con PLA-PEG para el análisis simultáneo de imágenes de microARN intracelulares y la administración combinada de genes para mejorar la eficacia terapéutica.91 Se utilizó un GO químicamente ajustado para su estado de oxidación para construir una nanoplataforma basada en GO combinada con un -trazador de fluorescencia sensible diseñado tanto para la detección de pH como para la administración de fármacos sensibles al pH.92Tabla 1 Estudios que utilizan GFN o compuestos con respecto a los sistemas de administración de fármacos Abreviaturas: CdTe, telururo de cadmio;GFN, nanomateriales de la familia del grafeno;GO, óxido de grafeno;QD, punto cuántico;GQDs, puntos cuánticos de grafeno;rGO, óxido de grafeno reducido;Sr no, número de serie.Existe un amplio potencial de aplicación de materiales basados ​​en GO en el procesamiento de residuos nucleares.Wu et al116 investigaron los mecanismos de interacción entre los cationes actínidos como los iones Np(V) y Pu(IV, VI) y cuatro tipos de GO modificados por grupos hidroxilo, carboxilo y carbonilo en el borde y el grupo epoxi en la superficie.Las energías de enlace en solución acuosa revelaron que las capacidades de adsorción de todos los GO para iones actínidos siguen el orden de Pu(IV) > Pu(VI) > Np(V) y se espera que este hallazgo proporcione información útil para desarrollar GO- más eficientes. materiales de base para el tratamiento de aguas residuales radiactivas.Se aplicó GO injertado con poliacrilamida como adsorbente para la eliminación de radionúclidos de aguas residuales radiactivas.Se encontró que las capacidades máximas de sorción de U(VI), Eu(III) y Co(II) en GO injertadas con poliacrilamida eran 0,698, 1,245 y 1,621 mmol/g, respectivamente a pH 5,0±0,1 y T=295 K, que eran mucho más altos que los de los radionucleidos en el GO naciente.117 Wu et al.118 también estudiaron la naturaleza de enlace del ion uranilo y el GO para la eliminación eficaz del uranio de las aguas residuales radiactivas utilizando materiales basados ​​en GO.Romanchuk et al119 estudiaron la interacción de GO con actínidos, incluidos Am(III), Th(IV), Pu(IV), Np(V), U(VI) y productos de fisión típicos Sr(II), Eu(III) , y Tc(VII).Se esperaba que la coagulación de cationes/GO facilitara su eliminación.Toxicidad de las nanopartículas de la familia del grafenoLa dosis, la forma, la química de la superficie, la ruta de exposición y la pureza juegan un papel importante en la toxicidad diferencial de las GFN.120 Diferentes autores han utilizado varias pruebas de toxicidad para evaluar la toxicidad de las GFN.121–124 Se han realizado estudios para averiguar la toxicidad de las GFN. GFN en diferentes modelos celulares y animales, incluidas células madre,121,125–127 células HeLa,128,129 células HepG2,130,131 bacterias,132,133 Drosophila melanogaster,134,135 pez cebra,122,136 organismos marinos,137 ratas,138 ratones,123,128,139 y células de mamíferos.140 Pruebas de citotoxicidad indicaron que la rGO puede dañar las células con el contacto directo.141 En esta parte del artículo, se ha intentado recopilar los estudios recientes y actualizados relacionados con los aspectos toxicológicos de las GFN en diferentes modelos.Se ha informado ampliamente que el grafeno, sus derivados y los compuestos poseen propiedades antibacterianas.142 Diferentes estudios involucraron al grafeno en métodos de detección de bacterias.143–146 La rGO se ha utilizado para la detección de bacterias.147 Bioactividad de Escherichia coli y su interacción con el medio ambiente. fue controlado por su captura dentro de nanohojas de grafeno agregadas.Se encontró que la agregación de las láminas en la suspensión bacteriana de melatonina atrapaba las bacterias dentro de las láminas agregadas.Esta captura da como resultado el aislamiento de las bacterias de su entorno, lo que conduce a la inactivación bacteriana.148 La toxicidad bacteriana de las nanoláminas de grafeno en forma de nanoparedes de grafeno depositadas en sustratos de acero inoxidable se investigó para modelos de bacterias Gram-positivas y Gram-negativas.Al medir el flujo de salida de los materiales citoplásmicos de las bacterias, se descubrió que el daño de la membrana celular de las bacterias se debía al contacto directo de las bacterias con los bordes extremadamente afilados de las nanoparedes.Demostró ser un mecanismo eficaz en la inactivación bacteriana.132 Se encontró que las E. coli gramnegativas con membrana externa eran más resistentes a este daño de la membrana celular que las Staphylococcus aureus grampositivas, que carecen de la membrana externa.El nanocompuesto de polivinil-N-carbazol-GO (PVK-GO) que contiene 3 % en peso de GO bien disperso en una matriz de PVK al 97 % en peso muestra excelentes propiedades antibacterianas sin citotoxicidad significativa para las células de mamíferos.La toxicidad de PVK-GO se estudió con células microbianas planctónicas, biopelículas y células de fibroblastos NIH 3T3 contra E. coli, Cupriavidus metallidurans, Bacillus subtilis y Rhodococcus opacus.Se descubrió que PVK-GO en solución encapsulaba las células bacterianas, lo que resultaba en su actividad metabólica reducida y muerte.149 También se descubrió que la reducción de las nanoparedes con hidracina era eficaz para aumentar la magnitud del daño de la membrana celular.Se descubrió que las nanoparedes de óxido de grafeno (GONW) reducidas por hidracina eran más tóxicas para las bacterias que las GONW sin reducir.La figura 1 muestra el posible mecanismo de muerte de la célula bacteriana por GONW reducido por hidracina.Se descubrió que la mejor actividad antibacteriana de las nanoparedes reducidas se debe a una mejor transferencia de carga entre las bacterias y los bordes más afilados de las nanoparedes reducidas.132Figura 1 Posible mecanismo de muerte celular bacteriana con GONW reducido.Abreviaturas: GONW, nanopared de óxido de grafeno;rGONW, nanopared de óxido de grafeno reducido.La densidad de los bordes del grafeno fue uno de los principales parámetros que contribuyeron al comportamiento antibacteriano de las películas de nanoláminas de grafeno.El mecanismo antibacteriano implicó la posible formación de poros en la pared celular bacteriana, lo que provocó un desequilibrio osmótico posterior que condujo a la muerte celular.142 Nguyen et al150 investigaron las propiedades antibacterianas de GO contra las bacterias intestinales humanas y la citotoxicidad in vitro utilizando la línea celular Caco-2 derivada de un carcinoma de colon, pero no encontró toxicidad de GO a diferentes concentraciones (10–500 μg/mL) contra las bacterias seleccionadas.Solo se observó una acción citotóxica leve sobre las células Caco-2 después de 24 horas de exposición, lo que sugiere su biocompatibilidad.Nanda et al151 determinaron la propiedad antibacteriana del GO conjugado con cistamina contra cuatro tipos de bacterias patógenas.Se encontró que los valores mínimos de concentración inhibitoria eran 1 μg/mL contra E. coli y Salmonella typhimurium, 6 μg/mL contra Enterococcus faecalis y 4 μg/mL contra B. subtilis, lo que sugiere el posible uso de GO nanohíbrido conjugado con cistamina en el tratamiento de trastornos dermatológicos.Se ha encontrado que la membrana GO conjugada con péptido es eficiente en la eliminación y eliminación eficaz de múltiples bacterias resistentes a los medicamentos. utilizarse para la desinfección eficaz de la bacteria E. coli O157:H7.Los datos de desinfección indicaron que la membrana unida a PGLa mejora la posibilidad de destruir E. coli patógena a través de un mecanismo sinérgico.Los estudios que revelan la interacción entre las membranas de las células bacterianas y la superficie del grafeno han propuesto que la muerte de las células bacterianas inducida por el grafeno es causada por la inserción de nanoláminas basadas en grafeno en forma de cuchilla o por la extracción destructiva de moléculas de lípidos por la presencia del lipofílico. grafeno.142 El compuesto magnético Fe3O4-grafeno (G-Fe3O4) también resultó eficaz para eliminar una amplia gama de bacterias, incluidas S. aureus, E. coli, Salmonella, E. faecium, E. faecalis y Shigella.Se encontró que la eficiencia de eliminación de E. coli alcanzaba el 93,09 % en comparación con el 54,97 % de las nanopartículas de Fe3O4 puro.153 Se descubrió que los efectos sinérgicos del GO y las nanopartículas de óxido de zinc daban una actividad antibacteriana superior a los compuestos.154La investigación sistemática de cualquier posible efecto tóxico del GO en las comunidades microbianas de las aguas residuales es esencial para determinar los posibles efectos adversos y el destino de estos nanomateriales en el medio ambiente.155 Los GFN, incluidos el grafeno prístino, el rGO y el GO, ofrecen un gran potencial de aplicación, lo que lleva a la posibilidad de su liberación en medios acuáticos.Tras la exposición, el grafeno/rGO y el GO exhiben diferentes propiedades de adsorción hacia los adsorbatos ambientales.80 Ahmed y Rodrigues155 investigaron la toxicidad del GO en las funciones microbianas relacionadas con el proceso de tratamiento biológico de aguas residuales y demostraron que los efectos tóxicos del GO en las comunidades microbianas dependían de la dosis. especialmente en concentraciones entre 50 y 300 mg/L.Se están realizando estudios sobre la toxicidad del grafeno en diferentes tipos de células y material genético.Varios estudios recientes incluyen el factor de citotoxicidad de las GFN.140,156–158 En el microambiente biológico, las biomoléculas se unen a las nanopartículas formando una corona y dotan a las nanopartículas de una nueva identidad biológica.157 Duan et al156 demostraron que la denominada “proteína corona” formada en el medio sérico disminuía la captación celular de GO, mitigando así significativamente su citotoxicidad potencial.Las simulaciones dinámicas moleculares también revelaron que la albúmina sérica bovina adsorbida debilitó la interacción entre los fosfolípidos y la superficie del grafeno debido a la reducción del área superficial disponible y un efecto estérico desfavorable, lo que redujo significativamente la penetración del grafeno y el daño de la bicapa lipídica.Se descubrió que el GO recubierto de proteína es marcadamente menos citotóxico que los nanotubos de carbono de pared simple (SWCNT) prístinos y recubiertos de proteína. ADN.159 La escisión del ADN por el sistema GO/Cu2+ depende en gran medida de las concentraciones de GO y Cu2+ y su proporción.De manera similar, Wu et al158 estudiaron la citotoxicidad potencial de las nanoláminas GO en la línea celular MDA-MB-231 de cáncer de mama humano y sugirieron que concentraciones más altas de GO (≥100 μg/mL) exhibieron citotoxicidad dependiente del tiempo y la dosis contra MDA-MB- 231 celdas.La exposición suprimió la capacidad de formación de colonias y la proliferación celular.Incluso concentraciones más altas de GO aumentaron la proporción de células en fase G0/G1 y dieron como resultado una mayor generación de especies reactivas de oxígeno (ROS) intracelulares, que pueden estar directamente relacionadas con la citotoxicidad.Se encontró que los compuestos cargados con paclitaxel ingresan a las células cancerosas A549 y ejercen citotoxicidad.89 Se ha demostrado que la PEGilación de GO reduce o cambia su citotoxicidad.160–162 Las células de linfoma se trataron con diferentes concentraciones (10–100 μg/mL) de GO en diferentes puntos de tiempo (6, 12 y 24 horas), pero se encontró una baja toxicidad para las células de linfoma, lo que sugiere una buena oportunidad para la aplicación de GO PEGilado en medicamentos.160 Se ha encontrado que GO presenta un efecto de atenuación en X- genotoxicidad inducida por rayos en linfocitos cultivados. 163 Se estudió el efecto de los recubrimientos superficiales sobre la citotoxicidad de GFN. toxicidad.Qu et al164 encontraron que los QD causaron un gran daño a los macrófagos a través de la acumulación intracelular de QD junto con ROS, particularmente para los QD recubiertos con PEG-NH2.Se encontró que los QD modificados con partículas de amina conjugada con PEG ejercen una fuerte inhibición sobre la proliferación celular de los macrófagos J744A.1.Se descubrió que las nanoplaquetas de grafeno (GNP) sintetizadas mediante oxidación y exfoliación a base de permanganato de potasio seguidas de reducción con ácido yodhídrico (rGNP-HI) muestran un excelente potencial como agentes de contraste biomodal para imágenes de resonancia magnética y tomografía computarizada.El análisis de citotoxicidad in vitro realizado en fibroblastos de ratón NIH 3T3 y células epiteliales de riñón humano A498 mostró valores de CD50 de rGNP-HI entre 179 y 301 μg/ml.165 Los experimentos de viabilidad celular revelaron que la presencia de los nanocompuestos de GO con nanopartículas de oro puede reducir significativamente la citotoxicidad de los péptidos amiloides.166 También se descubrió que los GO inducen la apoptosis de las células eritroides a través del estrés oxidativo en las células eritroides del hígado fetal E14.5.164 Waiwijit et al.167 evaluaron la citotoxicidad de las células de cáncer de mama MDA-MB-231 (MDA células) sobre sustratos de pasta de carbono y pasta de grafeno-carbono.Se descubrió que la viabilidad celular en el sustrato de pasta de grafeno-carbono aumentaba inicialmente a medida que el contenido de grafeno aumentaba de 0 a 2,5% en peso, pero luego disminuía a medida que el contenido aumentaba aún más.De manera similar, Wu et al168 evaluaron la citotoxicidad en células de mieloma múltiple humano (RPMI-8226) tratadas con GO, doxorrubicina (DOX) y GO cargadas con DOX (GO/DOX) y revelaron que las células tratadas con GO, DOX y GO/ DOX durante 24 horas mostró una disminución en la proliferación.Se descubrió que GO/DOX inhibía significativamente la proliferación celular en comparación con DOX puro (P<0,01).Pero la GO purificada, tal como se preparó y caracterizó en el estudio169, no indujo respuestas citotóxicas significativas in vitro, ni inflamación ni formación de granulomas in vivo.Se descubrió que GO y carboxyl GNP causan citotoxicidad dependiente de la dosis y el tiempo en células HepG2 con daño en la membrana plasmática.Pero no se encontró toxicidad cuando se aplicó a concentraciones muy bajas (<4 μg/mL).170 Se encontró que la división celular de Chlorella vulgaris se promueve a las 24 horas y luego se inhibe a las 96 horas después de GO y nanotubos de carbono de pared simple de carboxilo (C -SWCNT) exposición.A las 96 horas, tanto GO como C-SWCNT inhibían las tasas de división celular entre un 0,08 % y un 15 % y entre un 0,8 % y un 28,3 %, respectivamente.171 La tabla 2 muestra diferentes estudios citotóxicos sobre el grafeno y sus nanocompuestos.Tabla 2 Análisis comparativo de citotoxicidad de GFNs Abreviaturas: GFNs, nanomateriales de la familia del grafeno;GO, óxido de grafeno;HLF, fibroblasto de pulmón humano;LDH, lactato deshidrogenasa;QD, punto cuántico;rGO, óxido de grafeno reducido;ROS, especies reactivas de oxígeno;SWCNT, nanotubos de carbono de pared simple;Sr no, número de serie.Las GQD con su morfología única y propiedades excepcionales son muy prometedoras para muchas aplicaciones, especialmente en el campo biomédico.178 Varios investigadores han evaluado la citotoxicidad de las GQD en células eritroides y macrófagos,164 cáncer gástrico humano MGC-803 y cáncer de mama MCF- 7 cells,178 and human A549 lung carcinoma cells and human neural glioma C6 cells.179 Cytotoxicity of three kinds of GQDs with different modified groups (NH2, COOH, and CO–N (CH3)2, respectively) in human A549 lung carcinoma cells and human neural glioma C6 cells was investigated using thiazoyl blue colorimetric (MTT) assay and trypan blue assay.El autor informa que no tiene conflictos de interés en este trabajo.Ciencias.Chem Res Toxicol.Aplicación Microbiol Biotechnol.J Sci Food Agric.J Nanosci Nanotechnol.Tecnología J Food Sci.Evaluación de monitoreo ambiental.Bioproceso Biosyst Ing.J Appl Toxicol.J Nanopart Res.Química alimentariaBioquímicaMateria Avanzada.ACS Nano.Interfaces de material de aplicación ACS.Nanotecnología.Nano Lett.Materia Avanzada.Nano Lett.Interfaces de material de aplicación ACS.Nanotecnología Nat.Materia Avanzada.Materia Avanzada.Pequeña.Nat Comun.Ciencias.Nanotecnología.Nanotecnología Nat.Nano Lett.J Chem Phys.Phys Chem Chem Phys.Langmuir.2013;Nanotecnología Nat.Nano Lett.Spectrochim Acta A Mol Biomol Spectrosc.Int J Nanomedicina.Pequeña.Biomed Mater Ing.Mater Sci Eng C Mater Biol Appl.Células Madre Int.J Appl Toxicol.Materia Avanzada.Epub 2015 24 de septiembre.Adv Healthc Mater.J Mech Behav Biomed Mater.Curr Metab de drogas.Biosens Bioelectrón.Química anal bioanal.Biosens Bioelectrón.Biosens Bioelectrón.Biosens Bioelectrón.Chem Commun (Camb).Interfaces de material de aplicación ACS.Biosens Bioelectrón.Interfaces de material de aplicación ACS.Analista.Talanta.Biosens Bioelectrón.Biosens Bioelectrón.Biosens Bioelectrón.Biosens Bioelectrón.quimica analAnal Chim Acta.Talanta.Materia Avanzada.quimica analquimica analJ Appl Toxicol.Carbohydr Polym.Medio Ambiente Sci Technol.Chem Commun (Camb).Sensores (Basilea).Interfaces de material de aplicación ACS.quimica analACS Nano.Materia de peligro J.ACS Nano.Nanomedicina.Eur J Pharm Biopharm.Interfaces de material de aplicación ACS.Interfaces de material de aplicación ACS.Phys Chem Chem Phys.Materia Avanzada.Coloides Surf B Biointerfaces.J Pharm Sci.Nanomedicina (Londres).Interfaces de material de aplicación ACS.Coloides Surf B Biointerfaces.Int J Nanomedicina.Interfaces de material de aplicación ACS.Coloides Surf B Biointerfaces.Interfaces de material de aplicación ACS.Coloides Surf B Biointerfaces.Interfaces de material de aplicación ACS.Pequeña.Curr Pharm Des.Coloides Surf B Biointerfaces.Aplicación J Biomater.Phys Chem Chem Phys.Phys Chem Chem Phys.J Nanosci Nanotechnol.ACS Nano.Oncotarget.J Mater Sci Mater Med.Coloides Surf B Biointerfaces.ACS Nano.Interfaces de material de aplicación ACS.Más uno.Ecotoxicol Environ Saf.Mater Sci Eng C Mater Biol Appl.ACS Nano.Biosens Bioelectrón.Nat Comun.Biosens Bioelectrón.Interfaces de material de aplicación ACS.Prot. de alimentos JInt J Nanomedicina.Interfaces de material de aplicación ACS.Interfaces de material de aplicación ACS.Materia de peligro J.ACS Nano.Métodos mecánicos de Toxicol.ACS Nano.Biomed Mater Ing.Pequeña.Nanomateriales (Basilea).Resolución a nanoescalaPequeña.Coloides Surf B Biointerfaces.Int J Nanomedicina.Adv Healthc Mater.Parte Fibra Toxicol.Medio Ambiente Sci Technol.Interfaces de material de aplicación ACS.J Appl Toxicol.Toxicol Sci.Interfaces de material de aplicación ACS.Adv Healthc Mater.Resolución a nanoescalaACS Nano.Chem Res Toxicol.Biosens Bioelectrón.J Bioquímica.J Nanosci Nanotechnol.Int J Nanomedicina.Epub 2015 10 de septiembre.J Nanosci Nanotechnol.AAPS PharmSciTech.Epub 2015 8 de septiembre.J Trace Elem Med Biol.Farmacéutico biomédico.ACS Nano.Int J Nanomedicina.Este trabajo está publicado y autorizado por Dove Medical Press Limited.Los usos no comerciales del trabajo están permitidos sin ningún otro permiso de Dove Medical Press Limited, siempre que el trabajo se atribuya correctamente.Las opiniones expresadas en todos los artículos publicados aquí pertenecen a los autores específicos y no reflejan necesariamente los puntos de vista de Dove Medical 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