Inżynier i Fizyk Medyczny 6/2015 vol. 4
353
technologie
/
technologies
artykuł naukowy
/
scientific paper
Streszczenie
G
rafen otrzymano w warunkach laboratoryjnych w 2004
roku na Uniwersytecie w Manchesterze. Grafen jest dwu-
wymiarową formą węgla grubości jednej warstwy atomów
o heksagonalnym ułożeniu (struktura plastra miodu). Cechuje
go dobre przewodnictwo elektryczne i cieplne, jest mocniejszy
niż stal, a jednocześnie elastyczny i rozciągliwy. Celem opra-
cowania jest przegląd piśmiennictwa na temat potencjalnych
zastosowań grafenu w medycynie oraz charakterystyka jego
bezpieczeństwa. Diagnostyka obrazowa wiąże duże nadzieje
z wykorzystaniem grafenu jako środka kontrastującego. Pierw-
sze dowody naukowe w zakresie obrazowania magnetycznym
rezonansem jądrowym wskazują, że może stać się alternatywą
preparatów gadolinu, szczególnie u pacjentów z niewydolno-
ścią nerek i po przeszczepie wątroby. Grafen może być realnym
rozwiązaniem w poszukiwaniu idealnego biosensora do wykry-
wania lub oznaczania ilościowego substancji w badanym mate-
riale, szczególnie w diagnostyce onkologicznej. Jednocześnie
właściwości grafenu mogą być wykorzystane w nowoczesnych
metodach leczenia nowotworów, np. w terapii genowej i foto-
dynamicznej. Wielokierunkowość zastosowań medycznych sta-
wia pytanie o bezpieczeństwo grafenu. W wielu badaniach po-
twierdzono jego biozgodność, jednak są i dowody
in vivo
, które
wskazują, że tlenek grafenu po iniekcji dożylnej może odkładać
się w tkance płucnej, prowadząc do procesów zapalnych. Bada-
nia nad grafenem muszą być rozwijane i pogłębiane, aby otrzy-
mać rozwiązania, które będą połączeniem selektywnej funkcjo-
nalności i wysokiego bezpieczeństwa.
Słowa kluczowe:
grafen, bioczujnik, środki kontrastujące, tera-
pia genowa, terapia celowana, terapia fotodynamiczna
Grafen
– nowe możliwości w medycynie
Potential application on graphene in medicine
Ewa Pasieka
1
, Jacek Lewandowski
2
1
Zakład Radiologii, Uniwersytet Medyczny w Białymstoku, ul. M. Skłodowskiej-Curie 24A, 15-276 Białystok, tel. +48 604 175 155, e-mail:
2
Pracownia Hemodynamiki, Wojewódzki Szpital Zespolony im. J. Śniadeckiego w Białymstoku, ul. M. Skłodowskiej-Curie 26, 15-950 Białystok
otrzymano / received:
27.03.2015
poprawiono / corrected:
07.04.2015
zaakceptowano / accepted:
30.04.2015
Abstract
G
raphene was discovered in the laboratory in 2004 at The
University of Manchester. Graphene is a two-dimensional
form of carbon, a thickness of one layer of atoms of a hexagonal
lattice (the honeycomb structure). It is characterized by good
electrical and thermal conductivity, is stronger than steel and
at the same time flexible and extensible. The aim of this paper is
a review of literature on the potential applications on graphene
in medicine and its safety. Diagnostic imaging has high hopes for
the use of graphene as a contrast agent. The first scientific evi-
dence in the field of magnetic resonance imaging indicate that it
may become an alternative of gadolinium, in patients with renal
failure and liver transplant. Graphene can be a viable solution in
the search for the ideal biosensor for the detection or quantifi-
cation of substances in the material, especially in the diagnosis
of cancer. At the same time the properties of graphene can be
used in the treatment of cancer (gene therapy and photodyna-
mic therapy). Multidirectional medical applications raises the
question about the safety of graphene. Number of studies con-
firmed its biocompatibility, but there are
in vivo
evidence that
graphene oxide after intravenous injection may be deposited in
the lung tissue, leading to inflammatory processes. Research on
graphene must be developed to the aim of selective functiona-
lity and high safety.
Key words:
graphene, biosensor, contrast agent, gene therapy,
targeted cancer therapy, photodynamic therapy
