Síntesis y toxicidad de nanopartículas de óxido de grafeno: una revisión de la literatura de estudios in vitro e in vivo

 

Mutagenicidad ambiental y carcinogenicidad de los nanomateriales

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Artículo de revisión |Acceso abierto

Volumen 2021 | ID de artículo 5518999 | https://doi.org/10.1155/2021/5518999

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Asmaa Rhazouani , ^{1 , 2 , 3} Halima Gamrani , ³ Mounir El Achaby , ⁴ Khalid Aziz , ⁵ Lhoucine Gebrati , ⁶ Md Sahab Uddin , ^7 , 8 y  Faissal AZIZ^1 , 2

Editor académico: Daoud Ali

Recibió09 ene 2021

Revisado11 abr 2021

Aceptado29 mayo 2021

Publicado11 de junio de 2021

Abstracto

Los nanomateriales se han utilizado ampliamente en muchos campos en las últimas décadas, incluidos la electrónica, la biomedicina, la cosmética, el procesamiento de alimentos, la construcción y la aeronáutica. La aplicación de estos nanomateriales en el campo médico podría mejorar las técnicas de diagnóstico, tratamiento y prevención. El óxido de grafeno (GO), un derivado oxidado del grafeno, se usa actualmente en biotecnología y medicina para el tratamiento del cáncer, la administración de fármacos y la obtención de imágenes celulares. Además, GO se caracteriza por varias propiedades fisicoquímicas, incluido el tamaño a nanoescala, el área de superficie alta y la carga eléctrica. Sin embargo, el efecto tóxico de GO sobre las células y órganos vivos es un factor limitante que limita su uso en el campo médico. Recientemente, numerosos estudios han evaluado la biocompatibilidad y toxicidad de GO in vivo e in vitro. En general, la gravedad de los efectos tóxicos de este nanomaterial varía según la vía de administración, la dosis a administrar, el método de síntesis de GO y sus propiedades fisicoquímicas. Esta revisión reúne estudios sobre el método de síntesis y estructura de GO, técnicas de caracterización y propiedades fisicoquímicas. Además, confiamos en la toxicidad de GO en modelos celulares y sistemas biológicos. Además, mencionamos el mecanismo general de su toxicidad.

1. Introducción

Las nanopartículas se utilizan ampliamente en la electrónica, la aeronáutica, la energía, la agricultura, la cosmética, la medicina, la producción textil y muchos otros campos. Actualmente se utilizan para administrar fármacos, proteínas, genes, vacunas, polipéptidos y ácidos nucleicos [ 1 ]. Según la Organización Internacional de Normalización, un nanomaterial se define como un material con al menos una dimensión externa a nanoescala. Es decir entre 1 y 100 nm aproximadamente o que tenga una estructura interna o superficial a nanoescala [ 2]. Aparte de su tamaño a nanoescala, las nanopartículas se pueden clasificar según su forma o composición química. Dependiendo de su composición química, los nanomateriales basados ​​en carbono existen en la naturaleza en muchas formas diferentes. Se utilizan en la ciencia y la tecnología para la administración de fármacos [ 3 ], la obtención de imágenes celulares [ 4 ] y la terapia contra el cáncer [ 5 ]. GO es un nanomaterial que se conoce desde hace más de 150 años [ 6 ] y se utiliza en muchas aplicaciones. Es el precursor del grafeno, un excelente material bidimensional que forma parte de los alótropos del carbono. Fue descubierto en 2004 por el equipo de Andre Geim en la Universidad de Manchester en Inglaterra [ 7]. El grafeno se caracteriza por la diversidad de sus propiedades fisicoquímicas, incluidas la propiedad térmica [ 8 ], la conductividad eléctrica [ 9 ], la resistencia mecánica [ 10 ] y la transparencia [ 11 ]. Gracias a estas propiedades, el grafeno se utiliza en muchos campos, como la desalinización de agua [ 12 ], la electrónica [ 13 ] y la desorción/ionización [ 14 ]. En los últimos años, el grafeno se ha explotado en el campo de la medicina, en particular para la secuenciación del ADN [ 15 ], el desarrollo de biosensores y la diferenciación y el crecimiento celular [ 16]. Como el grafeno es insoluble en agua, sus aplicaciones se limitan a plataformas pasivas de detección y trabajo celular. Su derivado funcional GO tiene propiedades únicas que lo hacen más efectivo para aplicaciones biomédicas. Se caracteriza por su capacidad de dispersarse en muchos solventes, facilitando su manejo [ 17 ]. Además, GO se usa para administrar medicamentos contra el cáncer en células biológicas [ 18 ], aptámeros para sondeo de ATP en células epiteliales de ratón y administración de genes [ 19 ]. Estos nanomateriales tienen una gran superficie y pueden mantener la estabilidad de los fármacos sin alterar la actividad biológica, mucho más que otros nanomateriales [ 20 ].]. Estudios previos han demostrado que los apósitos multifuncionales producidos a partir de hidrogeles inyectables autocurativos biomecánicamente activos basados ​​en quitosano cuaternizado (QCS), óxido de grafeno reducido recubierto con polidopamina (rGO-PDA) y poli(N-isopropilacrilamida) (PNIPAm) promueven el cierre de heridas y curación. Estos apósitos se adhieren fuertemente a la piel y promueven el cierre de heridas al contraerlas activamente a través de la autocontracción [ 21 ]. Otros trabajos han preparado una serie de hidrogeles a base de ácido hialurónico, dopamina y óxido de grafeno reducido (rGO-) antibacterianos, adhesivos, hemostáticos, antioxidantes, conductores, fototérmicos y basados ​​en el sistema H2O2/HPR que pueden mejorar la regeneración completa de la piel. Esto lo hace muy interesante para aplicaciones clínicas [ 22]. Además, se ha demostrado que los apósitos supramoleculares a base de hidrogel producidos a partir de soluciones poliméricas de quitosano-injerto-ciclodextrina (QCS-CD), quitosano-injerto-adamantano cuaternizado (QCS-AD) y óxido de grafeno-injerto-ciclodextrina ( GO-CD) tienen un valor de conductividad similar al de la piel y un rápido comportamiento de autocuración y tienen una alta propiedad antibacteriana contra las bacterias [ 23 , ]. Además, otro estudio desarrolló una serie de hidrogeles conductores antimicrobianos inyectables basados ​​en quitosano cuaternizado (QCSG) funcionalizados con metacrilato de glicidilo, metacrilato de gelatina (GM) y óxido de grafeno para la curación de heridas infecciosas y la desinfección de bacterias resistentes a los medicamentos. Los resultados de este estudio mostraron que estos hidrogeles tienen buenos efectos en la reparación del tejido cutáneo infeccioso [24 ]. GO se caracteriza por propiedades que lo hacen atractivo en otras áreas como sensores [ 25 ] y almacenamiento de energía [ 26 ]. A medida que aumentan las aplicaciones, la exposición a GO aumenta en todas las poblaciones. Estos incluyen exposiciones durante la fabricación de nanomateriales y el tratamiento biomédico. GO está involucrado en muchas aplicaciones, pero hay un factor principal que limita "su toxicidad" que limita su uso. Los investigadores a menudo se enfrentan al problema de equilibrar los efectos terapéuticos positivos de GO con los efectos secundarios asociados con su toxicidad. Por ello, la elección de un modelo experimental, ya sea in vivo o in vitro, debe ser de suma importancia en las pruebas de toxicidad de esta nanopartícula. Los efectos tóxicos del GO dependen de varios factores, incluida la vía de administración, la dosis a administrar, el método de síntesis del GO y sus propiedades fisicoquímicas. Estos factores influyen y aumentan la complejidad de las comparaciones entre diferentes estudios sobre la toxicidad de GO.

En esta revisión, hemos introducido los métodos de síntesis, la estructura, las técnicas de caracterización y las propiedades GO. Además, presentamos y discutimos los estudios toxicológicos disponibles de GO in vitro e in vivo. Resumimos la citotoxicidad de GO en modelos celulares. Luego nos enfocamos en las vías por las cuales GO ingresa al cuerpo y el papel de las barreras biológicas. También presentamos la biodistribución, biotransformación y excreción de este nanomaterial y también discutimos la toxicidad de GO en diferentes sistemas corporales. Finalmente, mostramos el mecanismo general de toxicidad, para comprender mejor los efectos tóxicos relacionados con la exposición de GO para mejorar la seguridad biológica de este nanomaterial y facilitar su uso en el campo biomédico.

2. Síntesis de GO

2.1. Métodos basados ​​en Brodie-Staudenmaier-Hummers

La primera síntesis de GO a menudo se atribuye a Brodie. En 1859, el investigador británico Benjamin Brodie llevó a cabo una investigación que consistía principalmente en oxidar láminas de grafito usando cloruro de potasio (KClO 3 ) es ácido nítrico fumante [ 27 ]. Brodie determinó por análisis elemental que el producto obtenido estaba compuesto de carbono, oxígeno e hidrógeno. Dio el término "ácido gráfico" para referirse a su material.

Casi 40 años después del descubrimiento de Brodie, el químico alemán Staudenmaier ha reproducido el método de Brodie, modificando parámetros específicos. Este método consiste en mezclar lentamente cloruro de potasio con una solución de ácido sulfúrico, ácido nítrico concentrado y grafito. La mezcla se mantiene en agitación durante una semana en un ambiente enfriado. Esta modificación aumentó la tasa de oxidación de las láminas de grafito [ 28 ].

Casi cien años después del descubrimiento de Brodie, los químicos Hummers y Offeman [ 29 ] publicaron un nuevo proceso para sintetizar óxido de grafito, reduciendo así el riesgo de explosión y el tiempo de reacción. Utilizaron una mezcla de ácido sulfúrico, nitrato de sodio y permanganato de potasio a una temperatura de alrededor de 45°C durante 2 horas para obtener una pasta gris pardusca [ 29 ]. La suspensión se diluyó con agua y se le añadió peróxido de hidrógeno (H 2 O 2 ) para conseguir un mayor grado de oxidación y eliminar el manganeso de la dispersión (Figura 1). Cualquier método que modifique o mejore la ruta de síntesis propuesta por Hummers se considera un “Hummer Modificado”. La ruta de síntesis de GO se puede cambiar de acuerdo a las necesidades de cada investigador. En general, el tamaño y la forma de la fuente de carbono determinarán el GO [ 30 ]. El diámetro promedio de los polvos de grafito utilizados en la síntesis evaluará la dimensión lateral promedio del GO.

Figura 1 

Diagrama de preparación GO.

2.2. Método de recorrido

El grupo Tour propuso mejorar el método Hummers en la Universidad de Rice en 2010 [ 31 ]. Han sustituido el nitrato de sodio por ácido fosfórico en una mezcla de H 2 SO 4 /H 3 PO 4 (9 : 1) y aumentado el KMnO 4 . La ventaja de este método es la ausencia de generación de gases tóxicos, como NO 2 , N 2 O 4 o ClO 2 , en la reacción, el fácil control de la temperatura y otorga a los polvos GO un mayor grado de oxidación.

2.3. Método de oxidación con agua libre

En 2013, Sun y Fugetsu de la Universidad de Hokkaido [ 32 ] introdujeron un método más directo para producir GO. Utilizaron grafito expandido como precursor de carbono. El permanganato de potasio tenía un doble efecto: agente intercalante y agente oxidante. La intercalación de KMnO 4 entre las capas de grafito produce otra expansión espontánea que se asemeja a una espuma de material grafítico. La reacción tiene lugar en medio de ácido sulfúrico.

Dos años más tarde, Peng y sus colaboradores [ 33 ] propusieron una forma de producir GO utilizando ferrato de potasio (K 2 FeO 4 ) como oxidante fuerte. En este método, se cargó en un reactor una mezcla de polvo de grafito y K 2 FeO 4 dispersos en ácido sulfúrico concentrado y se agitó durante 1 hora a temperatura ambiente. El producto se lavó con agua mediante centrifugación repetida para obtener GO altamente soluble en agua.

Pendolino y sus colaboradores han mejorado otro procedimiento llamado método de 4 pasos [ 34 ]. Consta de 4 pasos de reacción controlados por temperatura, lo que afecta fuertemente al producto final. El primer paso consiste en mezclar el grafito con KMnO 4y en presencia de ácido sulfúrico concentrado, resultando en la formación de una suspensión pastosa. El segundo paso requiere la exfoliación del grafito. De hecho, la producción de GO está limitada por la temperatura y solo ocurre cuando el baño de agua está a unos 30°C. La hidrólisis a 90°C durante 1 hora completa el tercer paso. La purificación del producto se realiza por centrifugación con agua caliente hasta neutralización de la dispersión en el cuarto paso. La ventaja de este método está relacionada con las mejores condiciones de seguridad operativa y la producción de un tipo de GO que contiene menos de un 20-30% de dominios de oxígeno. Este tipo de GO puede usarse para filtrado/remediación o biosistemas debido al efecto tóxico común.

En todos los métodos de síntesis anteriores para preparar GO, se encuentran ciertas limitaciones. El uso de nitrato de sodio o clorato de potasio en los métodos de Brodie o Staudenmaier conduce a resultados explosivos. Por el contrario, el nitrato de sodio (Hummers) o el ácido nítrico humeante introduce heteroátomos o defectos en la estructura GO que afecta la reactividad [ 29 ]. Otro factor crítico es la calidad y el tamaño de grano del grafito. De hecho, una estructura libre de defectos da una mejor calidad GO [ 35 ], y el tamaño de grano establece el formato para el plano basal del grafeno.

2.4. Hinchazón cristalina monolítica de GO

Recientemente, se ha propuesto un estudio más innovador de la síntesis del GO. En este estudio, los investigadores prepararon el GO ultraancho (tamaño mediano desde 108  μm y el tamaño más grande desde 256  μm ) usando una estrategia de expansión de cristal que utiliza la expansión de cristal monolítico de oxidación que finalmente puede convertir el grafito en el GO ultraancho [ 36 ]. Esta nueva estrategia minimiza la reducción del tamaño de la lámina GO e inhibe el inicio de la gelificación para que el óxido de grafito resultante pueda purificarse rápida y fácilmente. Las hojuelas de grafito oxidado experimentan un hinchamiento de cristal monolítico durante la purificación, lo que resulta en la formación de una estructura tridimensional ordenada. Por otro lado, esta estrategia es necesaria para desarrollar dispositivos avanzados y nanocompuestos de alto rendimiento.

En resumen, no existe un método o procedimiento específico para producir un GO "estándar" porque cada método de síntesis produce un tipo de GO diferente. Por lo tanto, el GO tiene distintas propiedades fisicoquímicas, como estructura y reactividad. La discrepancia entre la estructura y la reactividad del GO se debe en la mayoría de los casos al método sintético y la fuente de carbono, como se informa en la literatura. La estandarización de la síntesis parece ser uno de los principales desafíos para aplicar GO para aplicaciones avanzadas. Sin embargo, la producción de diferentes tipos de GO por otros métodos de síntesis puede ampliar la implementación de este nanomaterial al modular sus propiedades y abrir nuevas oportunidades prometedoras para su explotación.

3. Estructura de GO

A lo largo de los años, se han sugerido varias estructuras para el GO (Figura 2 ), comenzando con la de Hofmann en 1939 [ 37 ]. Hofmann y Holst propusieron un modelo en el que los grupos epóxido distribuidos por todo el plano de grafeno dan una relación C/O de 2. En este modelo, el esqueleto de carbono es de hibridación sp 2 . Posteriormente, Ruess introdujo los grupos hidroxilo en el modelo en 1947 [ 38 ]. Propuso que la estructura de carbono estaba compuesta por unidades repetidas de ciclohexano de hibridación sp 3 . En 1969, Scholz y Boehm sugirieron un modelo diferente en el que los grupos epóxido se eliminaban de la estructura GO y se reemplazaban por cetonas [ 39 ].]. En 1994, Nakajima y Matsuo propusieron un modelo notable en el que dos capas de GO estaban unidas entre sí por enlaces covalentes de hibridación CC tipo sp 3 [ 40 ]. Estos enlaces CC eran perpendiculares a la superficie de la bicapa GO. El modelo propuesto por Nakajima y Matsuo reemplazó los grupos epoxi y éter de la estructura con cetonas y grupos hidroxilo distribuidos esporádicamente en la superficie de GO. En 1998, Lerf y Klinowski [ 41] propusieron un modelo con características tales como una estructura de rejilla de carbono casi plana con regiones aromáticas distribuidas al azar con benceno no oxidado y áreas con anillos alifáticos de seis miembros. También señalaron que los átomos de carbono unidos a los grupos OH pueden distorsionar ligeramente su estructura tetraédrica, dando como resultado cierto plegamiento de la capa. Este modelo propuesto por Lerf y Klinowski es el más reconocido. Ocho años después, Szabó y sus colegas modificaron el modelo de Scholz y Boehm. Ofrecieron un modelo libre de ácido carboxílico con dos dominios distintos: especies de ciclohexilo transenlazadas intercaladas con alcoholes terciarios y 1,3-éteres y una especie ceto/quinoidal de red ondulada [ 42]. Posteriormente, en 2011, Rourke y sus colaboradores propusieron un modelo sofisticado de GO lavado basado en desechos oxidantes, mostrando una estructura bastante diferente a las sugeridas previamente [ 43 ]. En 2013, otros investigadores propusieron un nuevo modelo estructural dinámico. Este modelo explicó la acidez de las soluciones acuosas de GO [ 44 ]. Recientemente, Liu et al. [ 45 ] observaron directamente la unión del oxígeno y propusieron un modelo estructural con enlaces C=O en su borde y plano, lo que confirma en parte los modelos propuestos anteriormente.

Figura 2 

Diferentes estructuras de GO.

4. Caracterización de GO

Existen diferentes técnicas analíticas utilizadas para caracterizar las propiedades fisicoquímicas del GO. Estas incluyen técnicas como microscopía de fuerza atómica (AFM), microscopía electrónica de barrido (SEM), microscopía electrónica de transmisión (TEM), espectroscopía Raman, resonancia magnética nuclear de estado sólido (Ss-NMR), espectroscopía infrarroja transformada de Fourier (FT-IR), Espectroscopía de fotoelectrones inducida por rayos X (XPS), difracción de rayos X (XRD) y análisis termogravimétrico (TGA).

4.1. Microscopía de fuerza atómica (AFM)

La microscopía de fuerza atómica es una técnica utilizada en nanotecnología para estudiar materiales a nanoescala. Es capaz de caracterizar el tamaño lateral y el grosor de la capa GO. En general, el perfil de altura revela un diámetro de 1 a 1,2 nm. Simultáneamente, el tamaño lateral puede ser del orden de decenas a cientos de micrómetros, dependiendo del procesamiento de síntesis y possíntesis, por ejemplo, sonicación. Los análisis obtenidos por esta técnica han demostrado que el espesor de las capas GO es de aproximadamente 1,1 nm y un tamaño lateral que oscila entre 500 nm y 50  μ m [ 46 ].

El perfil de microscopía de fuerza atómica (Figura 3 ) muestra partículas GO con dimensiones laterales de 1 a 1,5  μ m (Figura 3(a) ) y espesor de 1,5 a 2,5 nm (Figura 3(b) ).

(a)

(B)

figura 3 

Imagen de microscopía de fuerza atómica (a) y perfil de espesor de una monocapa de óxido de grafeno (b).

4.2. Microscopía electrónica SEM y TEM

La microscopía electrónica SEM y TEM utiliza un haz de electrones de alta energía para examinar el material a un nivel muy detallado [ 47 ]. La técnica SEM se basa en el principio del escaneo electrónico y proporciona toda la información disponible sobre nanopartículas a nanoescala. Los resultados de SEM mostraron que la morfología del GO aparece como una capa apretada con una superficie ondulada que a veces está arrugada [ 34 ]. De manera similar, TEM se basa en el principio de transmisión de electrones para proporcionar información sobre las dimensiones del material. Los análisis obtenidos por TEM son útiles para identificar una sola capa de GO. Esta técnica ha mostrado la estructura ondulada o plisada de la capa GO que es altamente transparente a los electrones. Aunkor [ 48 ] presenta ejemplos típicos de capas GO únicas y multicapa.] y Wang [ 49 ].

La imagen de microscopía electrónica de barrido (Figura 4(a) ) muestra hojas de OG grandes e intactas enredadas unas sobre otras en el material después de la liofilización. A mayor aumento, la imagen de microscopía electrónica de transmisión muestra que las monocapas de OG son casi transparentes y estructuralmente libres (Figura 4(b) ).

(a)

(B)

Figura 4 

Imágenes de microscopía electrónica SEM (a) y TEM (b) de monocapas GO.

4.3. Espectroscopia Raman

La espectroscopia Raman se basa en el fenómeno de la dispersión inelástica de un haz de luz monocromático [ 50 ]. Esta técnica consiste principalmente en observar los modos de vibración y rotación en un material. Este tipo de espectroscopia permite la adquisición de información sobre vibraciones moleculares para identificar las estructuras químicas de varios compuestos. El espectro Raman para GO muestra solo dos picos ampliados que representan las bandas G y D. La primera banda está en alrededor de 1580 cm -1 y se atribuye a las vibraciones de fase de la estructura cristalina ordenada, mientras que la banda D (∼1350 cm -1 ) se atribuye a la estructura cristalina del desorden. Este hecho correlaciona la banda G con el carbono sp 2 y la banda D con la presencia de sp 3y por lo tanto a los dominios de oxígeno [ 45 , 46 ].

El análisis Raman se presentó en la Figura 5 . El espectro muestra cuatro bandas de vibración que son características de los materiales de carbono híbrido sp2. La banda de vibración G (alrededor de 1580 cm -1 ) representa las vibraciones de los átomos en el plano y corresponde a un modo permanentemente activo.

Figura 5 

Espectro Raman de la lámina de grafeno.

La banda D (alrededor de 1335 cm -1 ) corresponde a un modo de vibración llamado respiración, que no obedece a las reglas de selección que determinan si un modo está activo.

La banda 2D (alrededor de 2700 cm -1 ) es un armónico de la banda D y proporciona información sobre el orden de apilamiento de los planos de grafeno. En el grafeno monocapa, la banda 2D es un pico lorentziano intenso (alrededor de cuatro veces la intensidad de la banda G). La forma de la tira 2D luego cambia de acuerdo con el número de planos, luego, a partir de cinco planos de espesor, se vuelve idéntica a la del grafito hexagonal.

4.4. Resonancia Magnética Nuclear de Estado Sólido (Ss-NMR)

El uso de RMN de estado sólido pulsado en carbono-13 (PD) con rotación en el ángulo mágico (12,5 kHz) permite identificar las características de los diferentes átomos de carbono de la estructura GO. La Figura 6 muestra que la integración de las señales de RMN de una muestra de OG con partículas pequeñas con dimensiones entre 0,45 y 0,22  μ m (Figura 6 (a)) es dos veces más importante para las funciones de oxígeno en la periferia (rojo) en comparación con una muestra no fraccionada. Muestra LO (Figura 6(B)). Los resbalones OG pequeños tienen una relación periferia/superficie mayor que las hojas grandes. En consecuencia, la intensidad de las señales de RMN atribuidas a las funciones C = O carbonilo (190 ppm), 0-C = O ácido carboxílico (164 ppm) y 0-C-0 hidroxilactona (101 ppm) que se encuentran en el borde es mayor para las partículas pequeñas porque tienen más borde por unidad de área.

Figura 6 

Espectros de RMN de carbono-13 pulsado ( 1 H-desacoplado) de GO con tamaños de partículas entre 0,45  μ m y 0,22  μ m (a), de GO a partículas no fraccionadas (b) y espectro de RMN de polarización cruzada 1 H → 13C, y de VAYA a partículas no fraccionadas (c).

4.5. Espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FT-IR)

La espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier es una técnica para estudiar el movimiento de los enlaces químicos midiendo la absorción de radiación electromagnética de un compuesto. Este análisis se basa en la excitación de enlaces moleculares en una muestra por radiación infrarroja (2.5 a 50  μm ) de frecuencias entre 4000 y 200 cm -1 [ 51 ]. Es una herramienta útil para la caracterización rápida de GO. Las señales FT-IR se interpretan como señales de hidroxilo (OH), epóxido (COC) y cetona (C=O). Los resultados obtenidos por el FT-IR confirmaron la existencia de grupos que contienen oxígeno en las nanoláminas GO en las que la principal banda de absorción a 3340 cm -1 se atribuye a las vibraciones de estiramiento del grupo OH. El pico de absorción a 1730 cm -1y 1630 cm -1 se pueden atribuir al estiramiento C=O de los grupos funcionales de las partes carboxilo y carbonilo. Los dos picos de absorción en aproximadamente 1226 cm -1 y 1044 cm -1 se atribuyen a las vibraciones de estiramiento del grupo CO [ 52 ].

En la Figura 7 se muestra el resultado del análisis FTIR de óxido de grafeno . Las bandas de transmitancia más significativas en los espectros incluyen el estiramiento y la deformación en el plano de los enlaces OH en los grupos hidroxilo que se encuentran, respectivamente, en 3380 cm - 1 y 1365-1145 cm- 1 , el carbonilo C=O que se estira en 1720 cm- 1 , el anillo de fenol C=C se estira a 1622 cm - 1 , y la vibración del grupo epóxido C > O a 979 y 1041 cm- 1 . La banda de 3645 cm - 1 se asigna a la molécula de H 2 O, lo que indica que esta molécula está intercalada en GO.

Figura 7 

GO FTIR espectro.

4.6. Espectroscopía de fotoelectrones inducidos por rayos X (XPS)

La espectroscopia de fotoelectrones inducida por rayos X es una técnica que proporciona información sobre la estructura, organización y morfología de los electrones de la superficie de un material. El análisis XPS del GO mostró señales significativas de C y O correspondientes a la energía de enlace del GO [ 53 ]. Estos análisis mostraron que las láminas GO contienen muchos grupos funcionales en su superficie, como CO y C=O.

El espectro XPS de sobrevuelo de GO (Figura 8 ) muestra las señales características de la banda Ols y Cls alrededor de 532-533 eV y 285-286 eV, respectivamente. En XPS, la intensidad de las señales, expresada en unidades arbitrarias (au), es proporcional a la abundancia de los elementos de la muestra. Por tanto, la intensidad relativa de las bandas C1s y O1s permite calcular directamente la relación carbono-oxígeno (C/0) del compuesto, lo que resulta muy útil para evaluar el grado de oxidación del GO, por ejemplo.

Figura 8 

Espectro de rango de escaneo para el análisis XPS de GO.

4.7. Difracción de rayos X (XRD)

La difracción de rayos X es una de las técnicas de caracterización más importantes para revelar las propiedades estructurales de las nanopartículas. Proporciona información suficiente sobre la cristalinidad de las nanopartículas. Los análisis realizados por difracción de rayos X han demostrado que el análisis de fase (Figura 9). Eso indica la presencia de tres estructuras de carbono diferentes: grafito hexagonal (archivo PDF no. 04-007-2081), un conjunto de carbono turboestrático y carbono ortorrómbico. La presencia de grafito hexagonal se indica principalmente por el pico (002) ubicado a 12°: la distancia interplanar a lo largo del eje c⃗ es aproximadamente igual a 340 pm, que es ligeramente superior a la distancia interplanar registrada para el grafito hexagonal (335 pm) y puede explicarse por la curvatura de los planos de grafeno y la presencia de defectos. El conjunto de carbón turboestrático denota varias estructuras grafíticas con un parámetro de red c más o menos alto (que varía de 824 a 4325 pm), es decir con un orden de apilamiento más o menos importante el eje c⃗.

Figura 9 

Rango de espectro para el análisis XRD de GO.

El análisis XRD de GO en otro trabajo mostró que la distancia entre capas es de 1 nm debido a la presencia de grupos funcionales en GO [ 54 ]. Esta distancia varía según el disolvente en el que se disperse el GO. Otros investigadores han informado de una distancia mínima entre capas de 0,82 nm para el etanol, y 1,17 nm para GO se dispersa en dimetilformamida (DMF) [ 55 ].

4.8. Análisis termogravimétrico (TGA)

El análisis termogravimétrico es una técnica de análisis destructiva basada en la pirólisis de una muestra a altas temperaturas para analizar su contenido [ 56 ]. Las muestras a base de carbono normalmente se calientan a 30-1000°C en una atmósfera inerte u oxidante [ 31 ]. Esta técnica consiste en medir el cambio de masa de una muestra (%) en función del tiempo para una temperatura o gradiente de temperatura específico aplicado a la muestra. Los análisis termogravimétricos del GO han demostrado que la pérdida de peso inicial se produce a unos 100 °C debido a la pérdida de moléculas de agua. Se observó una pérdida de peso significativa para el GO alrededor de 200°C y 250°C debido a la descomposición de los grupos funcionales [ 57 ].

La figura 10 muestra los resultados obtenidos por análisis termogravimétrico diferencial (TGD). Los datos en los que el OG tiene tres rodamientos indican una pérdida significativa de masa. El primer nivel, alrededor de 106°C, representa la pérdida de masa asociada a la evaporación del agua (10%) en el OG. La segunda pérdida de masa (45%) entre 150 y 300°C alcanza su máximo alrededor de 190-215°C. Esta meseta representa la pérdida de funciones lábiles de tipo hidroxilo en la superficie del OG. Finalmente, el tercer nivel, entre 450 y 700°C, representa la pérdida de masa (35%) provocada por la descomposición de las funciones más estables del OG, como los grupos ácido carboxílico y los fenoles y también por la expulsión de monóxido de carbono. (CO) y dióxido de carbono (CO 2 ), durante la pirólisis del esqueleto de carbono.

Figura 10 

Análisis termogravimétricos (TG-TGD) de láminas GO.

5. Propiedades de GO

GO se caracteriza por la diversidad de sus propiedades fisicoquímicas. La principal característica es que se comporta como un material hidrofílico, gracias a los grupos hidroxilo, epóxidos, cetonas y ácidos carboxílicos. La presencia de estos grupos oxigenados modifica considerablemente las propiedades del GO. Permiten que se produzcan reacciones bioquímicas y de bioconjugación en el plano basal y en los bordes del GO [ 58 ]. Estas reacciones facilitan la funcionalización de la superficie de este nanomaterial con proteínas, anticuerpos y fragmentos de ADN [ 52 , 53 ]. Además, GO muestra una alta superficie específica (890 m 2 g -1 ) [ 59 ] y resistencia mecánica [ 60], y es un nanomaterial semiconductor debido a su grado de oxidación [ 61 ]. Los estudios han demostrado que los biomateriales conductores son buenos candidatos para su uso como andamios en la ingeniería de tejido muscular debido a su excelente conductividad e influencia en la formación de tejido muscular, lo que permite que GO se utilice más en el campo médico [ 62 ]. El tamaño de las partículas y el área superficial específica son parámetros esenciales que juegan un papel importante en la interacción de los nanomateriales con el mundo exterior. A medida que el tamaño de una partícula disminuye, su área superficial específica aumenta y el número de átomos en la superficie se vuelve más considerable [ 63]. Esto hace posible aumentar la capacidad de las nanopartículas para penetrar en los tejidos del cuerpo. Es decir que estas partículas pueden atravesar barreras biológicas específicas en el organismo.

GO tiene una alta capacidad de adsorción de proteínas y anticuerpos. Se ha demostrado que las proteínas adsorbidas en GO aumentan la protección contra la proteólisis [ 64 ]. El mecanismo de interacción de las proteínas con la superficie de GO varía según su morfología, hidrofobicidad y el tipo de proteína adsorbida [ 65 ]. Por otro lado, se ha demostrado que el comportamiento de adsorción de GO cambia de tipo Freundlich a tipo Langmuir a medida que aumenta el grado de oxidación [ 64 ]. Además, en cuanto al tipo de proteína, el polipéptido se puede adsorber en la superficie de GO por interacción hidrofóbica, fuerzas de van der Waals, interacciones electrostáticas y enlaces de hidrógeno [ 59 - 62 , 66 ]. debido a sp2 , la adsorción de proteínas en la superficie de GO se produce por interacción hidrofóbica-hidrofóbica [ 67 ], lo que hace que el lado de la proteína hidrofóbica interactúe con la red de carbono hidrofóbico [ 68 ]. Además, GO y la interacción de otras moléculas pueden atribuirse a las interacciones de van der Waals [ 69 ]. Aún así, estas interacciones se ven debilitadas por las fracciones de oxígeno formadas durante la oxidación [ 70 ]. Sin embargo, las interacciones electrostáticas son más observables en los sitios GO [ 65 ]. Por otro lado, las interacciones de los enlaces de hidrógeno han demostrado cómo la adsorción de los óxidos de nitrógeno en GO es más confiable que en el grafeno debido a los enlaces de hidrógeno OH-O (N) entre -OH y los óxidos de nitrógeno, entre otros [ 71]. Finalmente, debe mencionarse que debido a la abundancia de electrones π en el plano basal de la superficie GO, las interacciones de apilamiento π - π también pueden ocurrir [ 72 ].

GO se caracteriza por la diversidad de sus propiedades fisicoquímicas. Es hidrofílico, biocompatible, tiene una alta superficie específica, una resistencia mecánica y un nanomaterial semiconductor por su grado de oxidación. Por otro lado, GO tiene una alta capacidad de adsorción de proteínas y anticuerpos, y se considera un excelente soporte para catalizadores.

6. Toxicidad de GO en modelos celulares

La toxicidad de GO en las células se debe a varios factores, como la dosis, el tamaño lateral y la carga superficial [ 65 , 73 ]. Hasta la fecha, los estudios realizados sobre la citotoxicidad de GO son contradictorios. Algunos estudios han demostrado que GO no tiene efectos tóxicos sobre el comportamiento celular, mientras que otros han informado que este nanomaterial puede inducir daño celular. Los estudios han demostrado que GO puede promover significativamente el crecimiento celular al mejorar la unión y proliferación de células de mamíferos [ 74]. Otros estudios han indicado que GO puede mejorar efectivamente la adhesión y proliferación celular con una biocompatibilidad excelente. Estas interacciones positivas entre GO y las células pueden dilucidarse a partir de la estructura química de GO. Se ha sugerido que los grupos funcionales ricos en oxígeno son responsables de su apoyo adecuado a la adhesión y el crecimiento celular [ 75 ]. También se ha encontrado que GO proporciona señales vitales y factores solubles para la adhesión y el crecimiento celular [ 76 ].

Por el contrario, existen varios estudios sobre los efectos tóxicos del GO en las células. Los investigadores informaron que la incubación de células de cáncer de mama humano MDA-MB-231 con GO provocó una disminución en la viabilidad celular debido a la dosis de exposición a GO [ 77 ] (Tabla 1 ). De hecho, la citotoxicidad de este nanomaterial in vitro está estrechamente relacionada con las condiciones de incubación, incluida la dosis de exposición, el tiempo de cultivo, la temperatura de incubación y el tipo de célula [ 78 ]. Además, las propiedades fisicoquímicas de GO, como la forma, el tamaño de partícula, el número de capas y la funcionalización de la superficie, afectan el comportamiento de GO en las células. Todos estos factores pueden provocar una variedad de respuestas biológicas. Por ejemplo, GO con una dosis inferior a 20  μg/mL no mostró toxicidad para las células de fibroblastos humanos, y la dosis de más de 50  μ g/mL exhibe citotoxicidad, como la disminución de la adhesión celular, la inducción de la apoptosis celular y la entrada en los lisosomas, la mitocondria, el endoplasma y el núcleo celular [ 79 ]. ].

tabla 1 

Citotoxicidad in vitro de GO.

Del mismo modo, la dosis de 20  μ g/mL no mostró citotoxicidad en las células A549 [ 80 ]. La actividad metabólica de las células PC12 neuronales disminuyó de manera dependiente de la dosis después de un día de incubación con GO, lo que afectó la actividad mitocondrial y la integridad de la membrana celular, pero aún exhibió citotoxicidad incluso a bajas concentraciones [ 81 ]. La dependencia de la citotoxicidad de los cambios de dosis con diferentes tipos de células. De hecho, el efecto de GO en la línea celular de neuroblastoma humano SH-SY5Y no mostró citotoxicidad hasta la concentración de 80  μ g/mL de GO, observando una reducción de la viabilidad dependiente de la dosis y el tiempo a concentraciones más altas [ 82 ].

El tamaño lateral del GO también afecta la citotoxicidad. Los investigadores han demostrado que la citotoxicidad depende del tamaño lateral y la densidad de los grupos funcionales del GO. Encontraron este resultado de la exposición de células pulmonares humanas (BEAS-2B) y células epiteliales alveolares (A549) a tres tipos de GO que difieren en tamaño lateral y densidad de grupo funcional. También encontraron que el GO y el GO reducido térmicamente son más tóxicos que el GO reducido químicamente [ 83 ]. Otro estudio realizado por Chang y sus colegas mostró que GO con un tamaño más pequeño causó un estrés oxidativo más severo e indujo una citotoxicidad más obvia en las células A549 en comparación con GO con un tamaño más grande [ 80 ]. Un estudio encontró que la absorción celular de GO depende del tamaño [ 84]. Los investigadores separaron las hojas de GO en diferentes tamaños y estudiaron el efecto del tamaño del nanomaterial en respuesta a diferentes tipos de células. Los GO de 2  μ my 350 nm tienen dimensiones laterales muy diferentes, pero también contribuyen a la cantidad de absorción en los macrófagos. Se ha demostrado que cantidades similares de opsonización de anticuerpos y fagocitosis mediada por el receptor Fc γ activo causan este comportamiento. Mientras que el GO microdimensional mostró diferentes ubicaciones intracelulares e indujo respuestas inflamatorias mucho más fuertes.

Otro factor crítico que induce la citotoxicidad es la carga superficial del GO. Los estudios han sugerido que GO también tiene un impacto en la internalización y absorción celular [ 85 ]. La interacción entre el GO y la membrana celular puede provocar cambios morfológicos y lisis celular, como la hemólisis de los glóbulos rojos. Estos cambios se deben a fuertes interacciones electrostáticas entre los grupos de oxígeno cargados negativamente en la superficie del GO y la fosfatidilcolina cargada positivamente en la membrana externa de los glóbulos rojos [ 86 ]. Por otro lado, la carga negativa en la superficie del GO indujo la activación y agregación plaquetaria en comparación con el GO reducido funcionalizado con una amina (rGO-NH2). Este último no podría producir un efecto significativo en las mismas dosis [ 87].

Recientemente, un nuevo estudio evaluó la toxicidad de GO en la línea celular H9c2 de cardiomioblastos de rata. Demostró que GO inducía cardiotoxicidad, interrupción mitocondrial, generación de especies reactivas de oxígeno e interacciones de ADN [ 88 ]. Con base en la toxicidad in vitro de GO en la literatura, se puede decir que este nanomaterial puede ser inofensivo o tóxico para las células. El grado de toxicidad es función de las propiedades fisicoquímicas del GO y de las condiciones experimentales.

7. Toxicidad de GO In Vivo

7.1. Vías de entrada de GO en el cuerpo y barreras biológicas

Las rutas naturales de entrada de nanopartículas a un organismo son la inhalación, la ingestión y la dérmica. Como resultado, algunos estudios toxicológicos en modelos animales imitan este patrón de contaminación natural al poner directamente las nanopartículas en contacto con los organismos. Otros optan por administrar GO mediante inyecciones intravenosas, intraperitoneales y subcutáneas (Figura 11 ). Estas inyecciones también se utilizan para aplicaciones biomédicas [ 89 ]. Los estudios han demostrado que la administración intratraqueal de GO en ratones desarrolló fibrosis en el tejido pulmonar después de 21 días. Además, en las células, GO aumentó la tasa de respiración mitocondrial y la generación de especies reactivas de oxígeno, activando vías inflamatorias y apoptóticas [ 90]. Además de las exposiciones respiratorias, GO, después de ingresar al cuerpo por inyección intravenosa, también podría retenerse en el pulmón e inducir la formación de granulomas y edema pulmonar [ 91 ]. Además, las nanoláminas GO inhaladas pueden destruir la ultraestructura y las propiedades biofísicas de la película de surfactante pulmonar, que es la primera línea de defensa del huésped, y revelar su toxicidad potencial [ 92 ]. Una vez depositadas en el fondo de los alvéolos pulmonares, las nanopartículas pueden ser captadas por los macrófagos [ 93 ] o eliminadas por la mucosidad respiratoria mediante la acción de las células ciliadas [ 94 ] o, las más pequeñas, atravesar el epitelio pulmonar y acabar en el líquido intersticial [ 95 ].

Figura 11 

Vías de entrada de GO en el cuerpo.

GO se considera un excelente sistema de administración de fármacos [ 101 ]. Por lo general, se incorpora con medicamentos contra el cáncer para mejorar la biodisponibilidad oral [ 102 ]. La administración oral ha demostrado que las nanoláminas de grafeno se encuentran principalmente en los estómagos e intestinos de los ratones [ 103 ]. Fu y sus colegas evaluaron el mecanismo toxicológico causado por GO. Descubrieron que la longitud de las vellosidades intestinales de los ratones filiales que recibieron una alta concentración de GO por vía oral se redujo significativamente en comparación con el grupo de control [ 104 ].

Por otro lado, los estudios han sugerido que la absorción intestinal de nanopartículas es limitada después de la administración oral y su excreción es rápida [ 105 ]. Otros estudios han demostrado que después de la inyección intraperitoneal, el GO permaneció principalmente acumulado cerca del lugar de la inyección. Simultáneamente, se pueden encontrar pequeños aglomerados en la membrana serosa del hígado y el bazo [ 103 ].

Además, los nanomateriales basados ​​en GO se han estructurado como medios antimicrobianos tópicos en forma de vendajes, ungüentos [ 106 ] o tela de algodón [ 89 ]. Por esta razón, la exposición dérmica es una vía importante de exposición que merece atención. Xu y sus colegas usaron óxido de grafeno reducido con Ag (Ag-rGO) en piel de rata. Descubrieron que esta exposición no causó ninguna irritación en la piel [ 107 ]. Además, Zhao et al. [ 108 ] sintetizó algodón basado en GO antibacteriano y no informó irritación de la piel en conejos [ 108 ]. Por otro lado, la información sobre la toxicidad dérmica de GO es mínima y se necesita mucha investigación para comprender mejor los mecanismos toxicológicos.

Otras barreras biológicas también se mencionan en la literatura. Los estudios han demostrado que las partículas GO con una nm de diámetro tuvo dificultad para penetrar las barreras hemato-testicular y hemato-epididimal después de la inyección intraabdominal. Además, la calidad del esperma de los ratones no se vio afectada, incluso con una dosis de 300 mg/kg [ 109 ]. Con respecto a la barrera placentaria, un estudio sugirió que la placenta no proporciona una barrera contra la transferencia de nanopartículas al feto, específicamente contra la distribución de nanopartículas en y hacia el feto [ 110 ]. Otros estudios sobre la barrera hematoencefálica han encontrado que el óxido de grafeno reducido (con un diámetro medio de nm) es capaz, con el tiempo, de insertarse en la hendidura interendotelial y disminuir el sello paracelular de la barrera [ 111 ].

7.2. Biodistribución, biotransformación y excreción de GO

La biodistribución, la biotransformación y la excreción de GO pueden verse influenciadas por varios factores, incluidas las vías de administración, las propiedades fisicoquímicas, la aglomeración de partículas y el recubrimiento de la superficie. Zhang et al. [ 91 ] encontró que GO se retiene firmemente en diferentes órganos como los pulmones, el hígado, el bazo y la médula ósea después de la administración intravenosa en ratones. También observaron edema pulmonar en los pulmones de los ratones después de la inyección intravenosa de 10 mg/kg de peso corporal de GO [ 91 ]. De manera similar, los derivados funcionalizados con polietilenglicol GO (GO-PEG) se retienen principalmente en el sistema reticuloendotelial, incluidos el hígado y el bazo, después de la inyección intraperitoneal. Sin embargo, estos derivados de GO-PEG no muestran ninguna absorción tisular por administración oral [ 103]. Sin embargo, el diámetro del GO influye en su distribución (Cuadro 2 ). Los estudios han demostrado que las nanoláminas GO con un diámetro de 10 a 30 nm se encontraron principalmente en el hígado y el bazo, mientras que las nanoláminas con un diámetro de 10 a 800 nm se acumularon principalmente en los pulmones [ 52 , 98 , 99 ]. El recubrimiento de polímeros biocompatibles en GO también afecta la biodistribución. Por ejemplo, modificar la superficie de GO, como GO-PEG o GO-dextrano (GO-DEX), facilita la acumulación de este nanomaterial en el sistema reticuloendotelial sin toxicidad a corto plazo [ 89 , 100 ].

Tabla 2 

Toxicidad in vivo de GO.

GO puede sufrir una biotransformación significativa y modificar sus propiedades fisicoquímicas debido a su mayor reactividad química [ 112 ]. Qi y sus colegas demostraron que GO podría sufrir una transformación fisicoquímica significativa en dos fluidos pulmonares humanos simulados: la solución de Gamble y el fluido lisosomal artificial (ALF). El tratamiento de GO con estos fluidos pulmonares redujo este nanomaterial, cambiando los grupos carbonilo y epoxi en grupos fenólicos. Esta modificación inhibió la endocitosis de GO al eliminar los macrófagos. Además, las transformaciones ocurridas en la solución de Gamble redujeron la interacción de GO con las células y permitieron su precipitación.

Por el contrario, los cambios de ALF mejoraron la adhesión de grandes agregados de GO en forma de lámina a la membrana plasmática sin captación celular [ 113 ]. Otros estudios han demostrado que la biotransformación de GO en el plasma sanguíneo influyó en su toxicidad. Los radicales libres y las moléculas biológicas en el plasma sanguíneo humano causaron simultáneamente una corona biológica en las nanoláminas GO biodegradadas. Esta biotransformación afectó las interacciones del GO con las células. Además, el GO biotransformado indujo niveles más bajos de especies reactivas de oxígeno y daño a la ultraestructura celular. Los análisis metabolómicos indicaron que la biotransformación redujo el estrés oxidativo inducido por GO principalmente al aumentar el metabolismo de los ácidos grasos y disminuir el metabolismo de la galactosa [ 114]. En algunos trabajos recientes, se ha demostrado que las partículas de GO se agregan por interacción con los fluidos digestivos y el pH ácido del estómago. Sin embargo, no se han detectado cambios estructurales ni degradación, lo que indica que GO no se biotransforma por absorción oral [ 115 ]. Experimentos in vivo en ratones confirmaron alteraciones morfológicas del GO en un microambiente pulmonar realista. Estos resultados sugirieron que la biotransformación de GO puede alterar significativamente sus propiedades inherentes y, por lo tanto, afectar su bioseguridad [ 113 ].

La excreción de GO varía en diferentes órganos. En los pulmones, GO es difícil de eliminar y causa inflamación, infiltración celular, formación de granulomas y edema pulmonar [ 100 , 105 ]. En el hígado, las nanopartículas de GO pueden eliminarse a través de la vía hepatobiliar siguiendo el conducto biliar del duodeno [ 116 ]. Además, los derivados funcionales del polietilenglicol GO se acumulan principalmente en el hígado y el bazo puede eliminarse gradualmente, probablemente a través de los riñones y la excreción fecal. Además, las partículas de GO con un tamaño grande de 200 nm quedan atrapadas por filtración física esplénica.

Por el contrario, pequeñas partículas de unos 8 nm pueden entrar en los túbulos renales en la orina y eliminarse rápidamente sin toxicidad [ 117 ]. Las rutas de eliminación de GO in vivo aún no se han explicado claramente, pero las rutas renal y fecal parecen ser las principales rutas de eliminación. Hasta la fecha se han obtenido varios resultados controvertidos en cuanto a la distribución y excreción de este nanomaterial.

7.3. Toxicidad en el Sistema Respiratorio

Para examinar la toxicidad pulmonar de GO, los estudios han utilizado una sola inhalación de GO de 6 horas en concentraciones bajas y altas en ratas. Después de esta exposición, se permitió que los animales se recuperaran durante 1 día, 7 días o 14 días. Los resultados de esta exposición mostraron que los niveles de microalbúmina y lactato deshidrogenasa en el líquido de lavado broncoalveolar (BAL) no se alteraron significativamente. De manera similar, el número total de macrófagos, leucocitos y linfocitos no se alteró significativamente en el líquido BAL. Además, los análisis histopatológicos de los pulmones de rata mostraron la única absorción de GO en los macrófagos alveolares en el grupo de alta concentración [ 118 ]. Con base en estos resultados, se puede decir que la exposición por inhalación de GO indujo respuestas tóxicas mínimas en los pulmones de las ratas que recibieron la alta concentración.

Por otro lado, la instilación intratraqueal de GO in vivo resultó en toxicidad pulmonar. Li et al. [ 119 ] descubrió que las nanoláminas de GO instiladas por vía intratraqueal pueden retenerse en los pulmones. Esta exposición resultó en lesión pulmonar aguda y fibrosis pulmonar crónica. Descubrieron que estas lesiones pulmonares agudas inducidas por GO están relacionadas con el estrés oxidativo. Además, el examen histopatológico reveló que GO inducía fibroproliferación y organización del tejido pulmonar en la fase aguda. Sin embargo, la administración intravenosa de GO provocó una tromboembolia pulmonar masiva en ratones (Figura 12 ). El carácter protrombótico de GO dependía de la distribución de la carga superficial [ 120]. La administración directa de GO en los pulmones de ratones resultó en daño pulmonar severo y crónico. Estas nanoláminas GO interrumpieron la barrera alveolo-capilar, lo que permitió que las células inflamatorias se infiltraran en los pulmones y estimularan la liberación de citocinas proinflamatorias [ 90 ].

Figura 12 

Efectos de GO en los órganos.

7.4. Toxicidad en el Sistema Digestivo

Los experimentos con sonda oral en animales encontraron que GO no se absorbía en el tracto gastrointestinal [ 121 ]. Fu y sus colegas encontraron que las dosis bajas de GO causaron daños severos al tracto gastrointestinal en ratones maternos en lugar de las dosis altas de GO. Esto se debe a que la dosis baja de GO sin aglomeración puede adherirse fácilmente a la superficie gastrointestinal y causar destrucción por sus abundantes bordes afilados [ 104 ]. Además, el estudio de la toxicidad de GO en ratas macho que recibieron diferentes dosis de este nanomaterial por vía oral mostró efectos hepatotóxicos e inductores de estrés oxidativo [ 122 ]. En consecuencia, esta exposición provocó un aumento de la actividad de las enzimas hepáticas y una alteración morfológica del tejido hepático.

7.5. Toxicidad en el Sistema Urinario

El trabajo ha demostrado que GO es un producto nefrotóxico y que su toxicidad puede estar mediada por el estrés oxidativo [ 123]. Estos estudios encontraron que la administración de GO en diferentes dosis (10, 20 y 40 mg/kg) durante cinco días aumentó significativamente las actividades de superóxido dismutasa, catalasa y glutatión peroxidasa de manera dependiente de la dosis en el riñón en comparación con el control. grupo. Además, los niveles de creatinina sérica y nitrógeno ureico en sangre también aumentaron significativamente en ratas intoxicadas con GO que en el grupo de control. Las secciones histológicas de los riñones mostraron alteraciones morfológicas en ratas intoxicadas con GO. Por el contrario, un nuevo estudio demostró que la inyección intraperitoneal de GO en ratones albinos machos no provocó insuficiencia renal. Los resultados de este estudio no mostraron ningún cambio significativo en la concentración de urea y creatinina en ratones envenenados por GO [ 124 ].

Además, los análisis histológicos no revelaron ninguna toxicidad en el tejido renal. Estos resultados indican que las nanopartículas GO inyectadas no tienen un impacto tóxico en los ratones después de 4 semanas de inyección. Paralelamente, Jasim et al. observó una excreción urinaria significativa después de la administración intravenosa de GO a ratones [ 125]. No observaron cambios significativos en la función renal ni daños estructurales en las regiones glomerular y tubular de los riñones hasta un mes después de inyectar GO en dosis crecientes. Además, el análisis de suero y orina no reveló alteraciones en la función renal. Además, el examen histológico no reveló lesiones de las regiones glomerular y tubular de los riñones. A partir de estos estudios, se puede decir que la toxicidad del GO sobre los riñones ha mostrado resultados contradictorios, por lo que se necesitan varios estudios para comprender mejor este fenómeno.

7.6. Toxicidad en el Sistema Nervioso Central

GO y los nanomateriales basados ​​en grafeno se han utilizado ampliamente en los últimos años en aplicaciones biomédicas para tratar tumores cerebrales, dispositivos biocompatibles intracraneales y espinales, y técnicas de biodetección y bioimagen. Sin embargo, el riesgo potencial para la salud y el potencial neurotóxico de GO aún no están claros. Amrollahi et al. [ 126] evaluó la toxicidad in vivo de GO en ratas Wistar. Los resultados de su estudio mostraron que GO tiene un efecto tóxico sobre el tejido nervioso. De hecho, los análisis de secciones microscópicas revelaron que las células neuronales específicas de la corteza cerebral y cerebelosa mostraban degeneración y necrosis. En particular, la forma de las células de Purkinje se alteró, su citoplasma se estrechó y sus núcleos desaparecieron. Estos cambios fueron más notorios en los animales que recibieron una dosis alta de GO. Además, se observó sangrado en el tejido cerebral en animales con intoxicación por GO. Además, no se observaron cambios morfológicos en las meninges y la sustancia blanca. Otro estudio reciente ha demostrado que GO puede producir efectos neurotóxicos en el nematodo Caenorhabditis elegans [ 127]. De hecho, la exposición a GO provocó una disminución significativa de neurotransmisores como tirosina, triptófano, dopamina, tiramina y GABA. Además, la disminución de la fluorescencia de Pgcy-8:GFP, que es un marcador de neuronas sensoriales, sugirió que GO es capaz de causar daño a estas neuronas. Además, la exposición a GO provocó una disminución en la expresión de los genes ttx-1 y ceh-14, que son genes necesarios para el funcionamiento de las neuronas sensoriales. Se observó un cambio significativo en los marcadores de comportamiento locomotor, como la velocidad, la aceleración y el tiempo de parada. Estos resultados proporcionaron información sobre el potencial neurotóxico de los neurotransmisores y las neuronas sensoriales en el nematodo Caenorhabditis elegans .

Por otro lado, Rauti y sus colegas [ 128] han propuesto que pequeñas nanoláminas de GO reducen la disponibilidad de glutamato, que es el principal neurotransmisor excitatorio del sistema nervioso central. La reducción de este neurotransmisor se produce al favorecer su rápida liberación y su posterior agotamiento, lo que conduce a una disminución de la neurotransmisión glutamatérgica. Además, inyectaron s-GO en el hipocampo in vivo, y 48 horas después de la operación, las grabaciones ex vivo de cortes de cerebro muestran una reducción significativa en la actividad sináptica glutamatérgica en comparación con las inyecciones de solución salina. Sin embargo, otro estudio mostró que después de la administración intravenosa de GO en diferentes dosis (2,5, 5 o 10 mg/kg de GO) durante siete días y la evaluación del comportamiento en ratas, GO no afectó la actividad locomotora ni el comportamiento exploratorio.129 ]. La toxicidad de GO para el sistema nervioso central requiere más estudio para comprender mejor cómo se produce la neurotoxicidad.

7.7. Toxicidad en el Sistema Reproductivo y de Desarrollo

Los estudios han demostrado que GO y rGO son capaces de causar daño a los embriones de pez cebra. La exposición a diferentes concentraciones de estos nanomateriales influyó en la tasa de eclosión y la longitud corporal de los embriones. Sin embargo, no se observaron malformaciones ni muertes en embriones de pez cebra después de la exposición a estos dos nanomateriales [ 130 ]. Otro estudio reveló que el GO estaba adherido y envuelto en el corion de los embriones de pez cebra, lo que provocaba hipoxia y retraso en la eclosión. Además, los agregados de GO se retuvieron en diferentes regiones, como los ojos, el corazón, el saco vitelino y la cola de los embriones. En estos órganos, GO indujo la apoptosis y la generación excesiva de especies reactivas de oxígeno y aumentó el estrés oxidativo y el daño del ADN [ 131]. Paralelamente, un estudio reciente ha demostrado que GO es capaz de inducir defectos cardiovasculares en el pez cebra durante el desarrollo. Sin embargo, la presencia de GO en una concentración baja (0.1-0.3 mg/mL) no afecta el desarrollo embrionario, mientras que la presencia de GO en concentraciones más altas (0.4-1 mg/mL) induce una mortalidad embrionaria significativa, aumento de la frecuencia cardíaca, retraso eclosión, defectos cardiovasculares, aumento de la apoptosis y disminución de la hemoglobinización [ 132 ].

Trabajos posteriores han demostrado que los ratones macho que recibieron altas dosis de GO (25 mg/kg de ratón) por inyección intravenosa exhibieron una secreción normal de hormonas sexuales y mantuvieron una actividad reproductiva regular. Todas las hembras no tratadas apareadas con ratones machos intoxicados con GO pudieron producir crías sanas. Los análisis histológicos de los testículos y el epidídimo con las actividades de varias enzimas del epidídimo, incluidas la α- glucosidasa, la lactato deshidrogenasa, la glutatión peroxidasa y la fosfatasa ácida, no se vieron afectados por el tratamiento con GO [ 109]. Por otro lado, Fu y sus colegas estudiaron los efectos tóxicos de GO en el desarrollo de crías de ratones durante el período de lactancia. Este estudio mostró que el aumento en el peso corporal, la longitud del cuerpo y la longitud de la cola de los ratones filiformes que recibieron GO durante el período de lactancia se retrasó significativamente en comparación con el grupo de control. El análisis de las secciones histológicas reveló un retraso en el desarrollo de la descendencia en el grupo de dosis alta de GO. Además, encontraron que la longitud de las vellosidades intestinales de los ratones filiales que recibieron una alta concentración de GO se redujo significativamente en comparación con el grupo de control [ 104 ].

7.8. Genotoxicidad

Los estudios han demostrado que GO es capaz de inducir genotoxicidad. Liu y sus colegas encontraron que GO inducía mutagénesis a nivel molecular. El uso de GO a concentraciones de 10 y 100  μ g/mL alteró la expresión génica. Además, demostraron que la inyección intravenosa de GO a 4 mg/kg durante 5 días en ratones indujo la formación de eritrocitos policromáticos micronucleados [ 77 ]. Se realizó otro estudio para investigar el potencial genotóxico de diferentes dosis de GO en ratones. Los resultados de este estudio indicaron que GO causó aberraciones cromosómicas en las células de la médula ósea y fragmentación del ADN en las células pulmonares en función del tiempo y la dosis de inyección [ 133 ].

Por otro lado, otro estudio mostró que GO no indujo una genotoxicidad significativa en células epiteliales pulmonares murinas FE1 incluso en dosis relativamente altas (5-200  μ g/mL) [ 134 ]. Por lo tanto, un estudio reciente demostró que después de la inyección de GO a diferentes dosis (10, 20 y 40 mg/kg) durante uno o cinco días consecutivos, provocó inestabilidad genómica, mutagenicidad y estrés oxidativo en el tejido hepático y cerebral. Además, la administración de GO aumentó significativamente las roturas de ADN dependientes de la dosis e indujo mutaciones en los genes p53 (6 y 7) y presenilina (exón 5) al aumentar la expresión de la proteína p53 [ 135 ].

8. Mecanismos de toxicidad

Los efectos causados ​​por las nanopartículas de carbono, incluido el GO, pueden depender en gran medida de los organismos y biomarcadores considerados. El mecanismo de toxicidad de GO se explica de la siguiente manera:

8.1. Interacciones de GO con membranas celulares

Los estudios han demostrado que la interacción entre GO y las membranas celulares es una de las principales causas de la citotoxicidad de GO [ 140 ]. El contacto directo del GO con las células dañó la membrana externa de la bacteria E. coli y provocó la liberación de componentes intracelulares, lo que provocó la muerte celular [ 141 ]. Otro estudio mostró que la citotoxicidad de GO se debe a interacciones directas entre la membrana celular y las nanoláminas de GO que resultan en daño físico a la membrana celular. Además, la incubación de GO con suero fetal bovino (FBS) redujo el daño observado debido a la capacidad extremadamente alta de adsorción de proteínas de GO [ 142]. Además, se ha demostrado que la interacción del GO con la membrana lipídica es el mecanismo para la extracción destructiva de los lípidos de membrana. Una vez que GO penetra en la célula, puede destruir grandes cantidades de fosfolípidos de la membrana lipídica e inducir la degradación de la membrana celular [ 143 ].

8.2. estrés oxidativo

La toxicidad de las nanoláminas GO a menudo se manifiesta por la producción de especies reactivas de oxígeno (ROS), lo que lleva a un estrés oxidativo caracterizado por un desequilibrio entre los radicales libres y los antioxidantes. Las ROS actúan como mensajeros secundarios en muchas cascadas de señalización intracelular y provocan daños macromoleculares celulares, como la degradación de los lípidos de la membrana, la fragmentación del ADN, la desnaturalización de las proteínas y las disfunciones mitocondriales [ 144 ]. En un estudio realizado por Hu y sus colegas, la incubación de Euglena gracilis con GO durante diez días provocó la inhibición del crecimiento, la disminución de los pigmentos fotosintéticos y el aumento de los niveles de ROS [ 145]. Por lo tanto, el efecto citotóxico de GO en las células de fibroblastos de pulmón humano (HLF) podría deberse al estrés oxidativo que causó la apoptosis y el daño en el ADN después de la exposición de estas células a GO [ 85 ]. La acumulación de GO puede causar un obstáculo para los canales iónicos, lo que lleva a la producción de ROS. Además, el tratamiento de las células HL-7702 con GO provocó daños en la membrana celular, según la dosis y la liberación de LDH [ 146 ].

Por otro lado, los lisosomas podrían degradar GO pequeños y eliminarlos del cuerpo sin causar toxicidad observable. Por el contrario, los GO grandes podrían causar daño a la membrana celular al unirse a proteínas e interactuar con la fosfatidilcolina, lo que lleva a la producción de ROS, y el aumento de la dosis y la duración de la exposición a GO da como resultado una disminución progresiva en la actividad de SOD y GSH. Figura 13). Estos efectos observados pueden inducir una reducción en la capacidad de eliminar ROS. La generación de ROS en las células tratadas con GO es el factor principal en la activación de las vías de señalización de MAPK y TGF-beta. Esta activación de estas vías de señalización conduce a la activación de Bim y Bax, que son dos miembros proapoptóticos de la familia de proteínas Bcl-2. Como resultado, se activaron la caspasa-3 y sus proteínas efectoras aguas abajo, como PARP, lo que provocó disfunción mitocondrial, daño en el ADN, reacciones inflamatorias, apoptosis y necrosis [ 147 ].

Figura 13 

Mecanismos de toxicidad de GO.

9. Conclusión

En esta revisión, hemos brindado una descripción detallada de los métodos de síntesis de GO, su estructura, diferentes técnicas de caracterización y sus propiedades fisicoquímicas. A través de técnicas de caracterización como SEM, TEM y XRD, se ha demostrado que GO tiene un tamaño de nanoescala. Debido a su pequeño tamaño y propiedades fisicoquímicas, GO se utiliza en varias aplicaciones, especialmente biomédicas. Aunque GO es útil para muchas aplicaciones, todavía existe un riesgo relacionado con su "toxicidad", lo que limita sus usos. Los estudios realizados hasta el momento indican que la toxicidad del GO podría depender de su tamaño, métodos de síntesis, vía de administración y tiempo de exposición. Además, presentamos los diferentes efectos tóxicos de este nanomaterial a nivel celular y sistémico del cuerpo con discusiones sobre el mecanismo toxicológico subyacente. También destacamos el papel de las barreras biológicas a la entrada de GO en el cuerpo y su toxicocinética. El daño celular mediado por ROS se ha postulado como un mecanismo principal de la citotoxicidad de GO. En general, los estudios de toxicidad de GO disponibles se limitan principalmente a evaluar la toxicidad aguda, mientras que los estudios de toxicología crónica carecen. Sin embargo, las vías de administración, la dosis a administrar y las propiedades fisicoquímicas influyen directamente en la toxicidad del GO. El análisis de estos factores permite determinar su toxicidad. Para comprender mejor el mecanismo toxicológico de esta nanopartícula, es necesario identificar las dianas moleculares involucradas en la toxicidad y evaluar los beneficios y riesgos de GO para la salud para beneficiarse de las ventajas de las nanotecnologías para minimizar los riesgos para la salud humana.

Conflictos de interés

Los autores declaran que no tienen intereses financieros en competencia conocidos ni relaciones personales que pudieran haber influido en el trabajo que se presenta en este documento.

Expresiones de gratitud

Los autores desean agradecer a la Dra. Majida Lahrouni por su amable ayuda en la revisión del lenguaje. Este trabajo fue apoyado por el proyecto MENARA (Evaluación de tecnologías de tratamiento de aguas residuales y promoción de sistemas de riego inteligentes en la región MENA utilizando una goma de mascar ecológica) y el DUPC2: Programa de asociación IHE Delft para el agua y el desarrollo.

Referencias

1. N. Zahin, R. Anwar, D. Tewari et al., "Nanopartículas y sus aplicaciones biomédicas en la salud y las enfermedades: enfoque especial en la administración de fármacos", Environmental Science and Pollution Research , vol. 27, núm. 16, págs. 19151–19168, 2020.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
2. ISO 10808:2010(en), Nanotecnologías: caracterización de nanopartículas en cámaras de exposición por inhalación para pruebas de toxicidad por inhalación , 2020, https://www.iso.org/obp/ui/fr/#iso:std:iso:10808:ed -1:v1:es .
3. SJ Son, X. Bai y SB Lee, "Nanopartículas huecas inorgánicas y nanotubos en nanomedicina: Parte 1. Aplicaciones de suministro de fármacos/genes", Drug Discovery Today , vol. 12, núm. 15-16, págs. 650–656, 2007.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
4. Z H. Miao, H. Wang, H. Yang, Z. Li, L. Zhen y CY Xu, "Nanoesferas carbonáceas derivadas de glucosa para imágenes fotoacústicas y terapia fototérmica", ACS Applied Materials & Interfaces , vol. 8, núm. 25, págs. 15904–15910, 2016.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
5. M. Chakrabarti, R. Kiseleva, A. Vertegel y SK Ray, "Nanomateriales de carbono para la administración de fármacos y la terapia contra el cáncer", Journal of Nanoscience and Nanotechnology , vol. 15, núm. 8, págs. 5501–5511, 2015.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
6. BC Brodie, “Sobre el peso atómico del grafito”, Philosophical Transactions of the Royal Society of London Series I , vol. 149, págs. 249–259, 1859.Ver en: Google Académico
7. KS Novoselov, "Efecto de campo eléctrico en películas de carbono atómicamente delgadas", Science , vol. 306, núm. 5696, págs. 666–669, 2004.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
8. S. Ghosh, I. Calizo, D. Teweldebrhan et al., "Conductividad térmica extremadamente alta del grafeno: perspectivas para aplicaciones de gestión térmica en circuitos nanoelectrónicos", Applied Physics Letters , vol. 92, núm. 15, pág. 151911, 2008.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
9. Z.-S. Wu, W. Ren, L. Gao et al., "Síntesis de láminas de grafeno con alta conductividad eléctrica y buena estabilidad térmica mediante exfoliación por descarga de arco de hidrógeno", ACS Nano , vol. 3, núm. 2, págs. 411–417, 2009.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
10. MA Rafiee, J. Rafiee, I. Srivastava et al., "Fractura y fatiga en nanocompuestos de grafeno", Small , vol. 6, núm. 2, págs. 179–183, 2010.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
11. RR Nair, P. Blake, AN Grigorenko et al., "La constante de estructura fina define la transparencia visual del grafeno", Science , vol. 320, núm. 5881, pág. 1308, 2008.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
12. D. Cohen-Tanugi y JC Grossman, "Desalización de agua a través de grafeno nanoporoso", Nano Letters , vol. 12, núm. 7, págs. 3602–3608, 2012.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
13. F. Schwierz, "Transistores de grafeno", Nature Nanotechnology , vol. 5, núm. 7, págs. 487–496, 2010.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
14. Y.-K. Kim y D.-H. Min, "Preparación de la película híbrida de óxido de grafeno funcionalizado con poli(clorhidrato de alilamina) y nanopartículas de oro y su aplicación para la desorción/ionización de moléculas pequeñas inducida por láser", Langmuir , vol. 28, págs. 4453–4458, 2012.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
15. SK Min, WY Kim, Y. Cho y KS Kim, "Secuenciación rápida de ADN con un dispositivo de nanocanal basado en grafeno", Nature Nanotechnology , vol. 6, núm. 3, págs. 162 a 165, 2011.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
16. Y. Wang, Z. Li, J. Wang, J. Li e Y. Lin, "Grafeno y óxido de grafeno: biofuncionalización y aplicaciones en biotecnología", Trends in Biotechnology , vol. 29, núm. 5, págs. 205 a 212, 2011.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
17. JI Paredes, S. Villar-Rodil, A. Martínez-Alonso, and JMD Tascon, “Graphene oxide dispersions in organic solvents,” Langmuir , vol. 24, págs. 10560–10564, 2008.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
18. C. Chung, YK Kim, D. Shin, SR Ryoo, BH Hong y DH Min, "Aplicaciones biomédicas del grafeno y el óxido de grafeno", Accounts of Chemical Research , vol. 46, núm. 10, págs. 2211–2224, 2013.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
19. Y. Wang, Z. Li, D. Hu, CT Lin, J. Li e Y. Lin, "Nanocomplejo de aptámero/óxido de grafeno para el sondeo molecular in situ en células vivas", Journal of the American Chemical Society , vol. 132, núm. 27, págs. 9274–9276, 2010.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
20. S.-R. Ryoo, YK Kim, MH Kim y DH Min, "Comportamientos de los fibroblastos NIH-3T3 en nanotubos de grafeno/carbono: proliferación, adhesión focal y estudios de transfección de genes", ACS Nano , vol. 4, núm. 11, págs. 6587–6598, 2010.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
21. M. Li, Y. Liang, J. He, H. Zhang y B. Guo, "Estrategia de dos frentes de vendaje para heridas de hidrogel biomecánicamente activo y bioquímicamente multifuncional para acelerar el cierre y la cicatrización de heridas", Chemistry of Materials , vol. 32, núm. 23, págs. 9937–9953, 2020.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
22. Y. Liang, X. Zhao, T. Hu et al., "Hidrogeles compuestos inyectables conductores hemostáticos adhesivos con liberación sostenida de fármacos y actividad antibacteriana fototérmica para promover la regeneración de la piel de espesor total durante la cicatrización de heridas", Small , vol. 15, núm. 12, 2019.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
23. B. Zhang, J. He, M. Shi, Y. Liang y B. Guo, "Hidrogeles supramoleculares autocurativos inyectables con conductividad y actividad antibacteriana fototérmica para mejorar la regeneración completa de la piel", Chemical Engineering Journal , vol. 400, 2020.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
24. Y. Liang, B. Chen, M. Li, J. He, Z. Yin y B. Guo, "Hidrogeles conductores antimicrobianos inyectables para la desinfección de heridas y la cicatrización de heridas infecciosas", Biomacromolecules , vol. 21, núm. 5, págs. 1841–1852, 2020.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
25. K. Toda, R. Furue y S. Hayami, "Progreso reciente en aplicaciones de óxido de grafeno para la detección de gases: una revisión", Analytica Chimica Acta , vol. 878, págs. 43 y 53, 2015.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
26. Y. Zhu, S. Murali, W. Cai et al., "Grafeno y óxido de grafeno: síntesis, propiedades y aplicaciones", Materiales avanzados , vol. 22, núm. 35, págs. 3906–3924, 2010.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
27. BC Brodie, “XIII. Sobre el peso atómico del grafito”, Philosophical Transactions of the Royal Society of London , vol. 149, págs. 249–259, 1859.Ver en: Google Académico
28. L. Staudenmaier, “Verfahren zur darstellung der graphitsäure”, Berichte der Deutschen Chemischen Gesellschaft , vol. 31, núm. 2, págs. 1481–1487, 1898.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
29. S. William, JR Hummers y RE Offeman, “Preparación de óxido de grafito”, Journal of the American Chemical Society , vol. 80, núm. 6, pág. 1339, 1958.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
30. F. Pendolino y N. Armata, "Síntesis, caracterización y modelos de óxido de grafeno", en Graphene Oxide in Environmental Remediation Process , págs. 5 a 21, Springer International Publishing, Cham, 2017.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
31. DC Marcano, DV Kosynkin, JM Berlin et al., "Síntesis mejorada de óxido de grafeno", ACS Nano , vol. 4, núm. 8, págs. 4806–4814, 2010.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
32. L. Sun y B. Fugetsu, "Producción en masa de óxido de grafeno a partir de grafito expandido", Materials Letters , vol. 109, págs. 207–210, 2013.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
33. L. Peng, Z. Xu, Z. Liu et al., "Un enfoque verde basado en hierro para la producción de óxido de grafeno de una sola capa en 1 hora", Nature Communications , vol. 6, núm. 1, 2015.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
34. F. Pendolino, N. Armata, T. Masullo y A. Cuttitta, "Influencia de la temperatura en la síntesis de óxido de grafeno prístino y óxido de grafito", Química y física de materiales , vol. 164, págs. 71 a 77, 2015.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
35. M. Chen, C. Zhang, X. Li et al., "Un método de un solo paso para la reducción y el autoensamblaje de óxido de grafeno en aerogeles de óxido de grafeno reducido", Journal of Materials Chemistry A , vol. 1, no. 8, pág. 2869, 2013.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
36. J. Zhang, Q. Liu, Y. Ruan, S. Lin, K. Wang y H. Lu, "Expansión cristalina monolítica del óxido de grafito: un puente hacia el óxido de grafeno ultragrande con alta escalabilidad", Química de materiales , vol. 30, núm. 6, págs. 1888–1897, 2018.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
37. U. Hofmann y R. Holst, “Über die säurenatur und die methylierung von graphitoxyd,” Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft (Series A y B) , vol. 72, núm. 4, págs. 754–771, 1939.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
38. G. Ruess, “Über das graphitoxyhydroxyd (graphitoxyd)”, Monatshefte für Chemie und verwandte Teile anderer Wissenschaften , vol. 76, núm. 3, págs. 381–417, 1947.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
39. W. Scholz y HP Boehm, “Untersuchungen am graphitoxid. VI. Betrachtungen zur struktur des graphitoxids”, Zeitschrift für Anorganische und Allgemeine Chemie , vol. 369, núm. 3-6, págs. 327–340, 1969.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
40. T. Nakajima e Y. Matsuo, “Proceso de formación y estructura del óxido de grafito”, Carbon , vol. 32, núm. 3, págs. 469–475, 1994.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
41. A. Lerf, H. He, M. Forster y J. Klinowski, "Revisión de la estructura del óxido de grafito", The Journal of Physical Chemistry B , vol. 102, núm. 23, págs. 4477–4482, 1998.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
42. T. Szabó, O. Berkesi, P. Forgó et al., “Evolución de los grupos funcionales de superficie en una serie de óxidos de grafito oxidados progresivamente”, Química de materiales , vol. 18, núm. 11, págs. 2740–2749, 2006.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
43. JP Rourke, PA Pandey, JJ Moore et al., "El óxido de grafeno real revelado: quitar los desechos oxidativos de las láminas similares al grafeno". Angewandte Chemie International Edition , vol. 50, núm. 14, págs. 3173–3177, 2011.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
44. AM Dimiev, LB Alemany y JM Tour, “Óxido de grafeno. Origen de la acidez, su inestabilidad en el agua y un nuevo modelo estructural dinámico”, ACS Nano , vol. 7, núm. 1, págs. 576–588, 2013.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
45. Z. Liu, K. Nørgaard, MH Overgaard et al., "Observación directa de la configuración de oxígeno en hojas de óxido de grafeno individuales", Carbon , vol. 127, págs. 141 a 148, 2018.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
46. H. Yang, H. Li, J. Zhai, L. Sun y H. Yu, "Síntesis simple de óxido de grafeno usando un limpiador ultrasónico de grafito expandido", Industrial & Engineering Chemistry Research , vol. 53, núm. 46, págs. 17878–17883, 2014.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
47. JI Goldstein, DE Newbury, P. Echlin et al., Microscopía electrónica de barrido y microanálisis de rayos X: Tercera edición , 2003, Springer EE. UU.Ver en: Sitio del editor
48. MTH Aunkor, IM Mahbubul, R. Saidur y HSC Metselaar, “Desoxigenación del óxido de grafeno con bicarbonato de sodio doméstico como agente reductor: un enfoque ecológico”, RSC Advances , vol. 5, núm. 86, págs. 70461–70472, 2015.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
49. G. Wang, J. Yang, J. Park et al., "Síntesis y caracterización fáciles de nanoláminas de grafeno", The Journal of Physical Chemistry C , vol. 112, núm. 22, págs. 8192–8195, 2008.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
50. AC Ferrari y DM Basko, “La espectroscopia Raman como una herramienta versátil para estudiar las propiedades del grafeno”, Nature Nanotechnology , vol. 8, núm. 4, págs. 235 y 246, 2013.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
51. M. El Achaby, Nanocompuestos de polímero termoplástico de grafeno: fabricación y estudio de las propiedades estructurales, térmicas, reológicas y mecánicas , Universidad Politécnica Mohammed VI, 2012.
52. S. Rattana, S. Chaiyakun, N. Witit-anun et al., "Preparación y caracterización de nanoláminas de óxido de grafeno", Procedia Engineering , vol. 32, págs. 759–764, 2012.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
53. J. Song, X. Wang y C.-T. Chang, "Preparación y caracterización del óxido de grafeno", Journal of Nanomaterials , vol. 2014, 6 páginas, 2014.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
54. J. Chen, Y. Li, L. Huang, C. Li y G. Shi, "Preparación de alto rendimiento de óxido de grafeno a partir de pequeñas escamas de grafito a través de un método Hummers mejorado con un proceso de purificación simple", Carbon , vol. 81, págs. 826–834, 2015.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
55. R. Jalili, SH Aboutalebi, D. Esrafilzadeh et al., "Cristales líquidos de óxido de grafeno a base de solventes orgánicos: una ruta fácil hacia la próxima generación de arquitecturas 3D multifuncionales capa por capa autoensambladas", ACS Nano , vol. 7, núm. 5, págs. 3981–3990, 2013.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
56. AW Coats y JP Redfern, “Análisis termogravimétrico. Una revisión”, Analista , vol. 88, núm. 1053, págs. 906–924, 1963.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
57. R. Kumar, M. Kumar, A. Kumar et al., "Modificación de la superficie del óxido de grafeno mediante esterificación", Materials Today: Procedimientos , vol. 18, págs. 1556–1561, 2019.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
58. S. Park y RS Ruoff, "Métodos químicos para la producción de grafenos", Nature Nanotechnology , vol. 4, núm. 4, págs. 217–224, 2009.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
59. P. Bradder, SK Ling, S. Wang y S. Liu, "Adsorción de tinte en óxido de grafito en capas", Journal of Chemical & Engineering Data , vol. 56, núm. 1, págs. 138–141, 2011.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
60. JW Suk, RD Piner, J. An y RS Ruoff, "Propiedades mecánicas del óxido de grafeno monocapa", ACS Nano , vol. 4, núm. 11, págs. 6557–6564, 2010.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
61. DR Dreyer, S. Park, CW Bielawski y RS Ruoff, “La química del óxido de grafeno”, Chemical Society Reviews , vol. 39, núm. 1, págs. 228–240, 2010.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
62. R. Dong, PX Ma y B. Guo, "Biomateriales conductores para la ingeniería de tejidos musculares", Biomateriales , vol. 229, artículo 119584, 2020.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
63. E. Navarro, A. Baun, R. Behra et al., “Comportamiento ambiental y ecotoxicidad de nanopartículas diseñadas para algas, plantas y hongos,” Ecotoxicología , vol. 17, núm. 5, págs. 372–386, 2008.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
64. H. Yan, X. Tao, Z. Yang et al., "Efectos del grado de oxidación del óxido de grafeno en la adsorción de azul de metileno", Journal of Hazardous Materials , vol. 268, págs. 191–198, 2014.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
65. M. Šimšíková y T. Šikola, "Interacción del óxido de grafeno con proteínas y aplicaciones de sus conjugados", Journal of Nano Research , vol. 5, núm. 2, 2017.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
66. Z. Liu, JT Robinson, X. Sun y H. Dai, "Óxido de nanografeno pegilado para la administración de medicamentos contra el cáncer insolubles en agua", Journal of the American Chemical Society , vol. 130, núm. 33, págs. 10876-10877, 2008.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
67. J. Kuchlyan, N. Kundu, D. Banik, A. Roy y N. Sarkar, “Espectroscopía y microscopía de imágenes de por vida de fluorescencia para probar la interacción de la albúmina sérica bovina con el óxido de grafeno”, Langmuir , vol. 31, núm. 51, págs. 13793–13801, 2015.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
68. M. Šimšíková, "Interacción del óxido de grafeno con las albúminas: efecto del tamaño, el pH y la temperatura", Archivos de bioquímica y biofísica , vol. 593, págs. 69 y 79, 2016.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
69. EJ-C. Amieva, J. López‐Barroso, AL Martínez‐Hernández y C. Velasco‐Santos, “Funcionalización de materiales basados ​​en grafeno con biomoléculas poliméricas naturales”, en Avances recientes en la investigación del grafeno , IntechOpen, 2016.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
70. S. Stankovich, DA Dikin, RD Piner et al., "Síntesis de nanoláminas basadas en grafeno mediante la reducción química del óxido de grafito exfoliado", Carbon , vol. 45, núm. 7, págs. 1558–1565, 2007.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
71. S. Tang y Z. Cao, "Adsorción de óxidos de nitrógeno en grafeno y óxidos de grafeno: conocimientos a partir de cálculos funcionales de densidad", The Journal of Chemical Physics , vol. 134, núm. 4, 2011.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
72. M. Lv, L. Yan, C. Liu et al., "Adsorbente de óxido de grafeno (GO) funcionalizado no covalente con un gelificador orgánico para la coadsorción de colorantes, disruptores endocrinos, fármacos e iones metálicos", Chemical Engineering Journal , vol. 349, págs. 791–799, 2018.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
73. F. Emadi, A. Amini, A. Gholami e Y. Ghasemi, "Óxido de grafeno funcionalizado con quitosano para nanotransportadores de proteínas para proteger contra la escisión enzimática y retener la actividad de colagenasa", Scientific Reports , vol. 7, artículo 42258, 2017.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
74. ON Ruiz, KS Fernando, B. Wang et al., "Óxido de grafeno: un potenciador no específico del crecimiento celular", ACS Nano , vol. 5, núm. 10, págs. 8100–8107, 2011.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
75. G.-Y. Chen, DP Pang, SM Hwang, HY Tuan y YC Hu, "Una plataforma basada en grafeno para el cultivo y la diferenciación de células madre pluripotentes inducidas", Biomateriales , vol. 33, núm. 2, págs. 418–427, 2012.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
76. HH Yoon, SH Bhang, T. Kim, T. Yu, T. Hyeon y BS Kim, "Roles duales del óxido de grafeno en la diferenciación condrogénica de células madre adultas: sustrato de adhesión celular y portador de suministro del factor de crecimiento", Advanced Functional Materiales , vol. 24, núm. 41, págs. 6455–6464, 2014.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
77. Y. Liu, Y. Luo, J. Wu et al., “El óxido de grafeno puede inducir mutagénesis in vitro e in vivo ”, Scientific Reports , vol. 3, núm. 1, 2013.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
78. F. Zhao, H. Meng, L. Yan, B. Wang e Y. Zhao, "La química y la dosis de la nanosuperficie gobiernan la bioacumulación y la toxicidad de los nanotubos de carbono, los nanomateriales metálicos y los puntos cuánticos in vivo", Science Bulletin , vol. 60, 2015.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
79. K. Wang, J. Ruan, H. Song et al., "Biocompatibilidad del óxido de grafeno", Nanoscale Research Letters , vol. 6, 2010.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
80. Y. Chang, ST Yang, JH Liu et al., "Evaluación de toxicidad in vitro del óxido de grafeno en células A549", Toxicology Letters , vol. 200, núm. 3, págs. 201–210, 2011.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
81. Y. Zhang, SF Ali, E. Dervishi et al., "Efectos de citotoxicidad del grafeno y nanotubos de carbono de pared simple en células PC12 derivadas de feocromocitoma neuronal", ACS Nano , vol. 4, núm. 6, págs. 3181–3186, 2010.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
82. M. Lv, Y. Zhang, L. Liang et al., "Efecto del óxido de grafeno en la línea de células SH-SY5Y no diferenciadas y diferenciadas con ácido retinoico", Nanoscale , vol. 4, núm. 13, págs. 3861–3866, 2012.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
83. S. Mittal, V. Kumar, N. Dhiman, LKS Chauhan, R. Pasricha y AK Pandey, "Propiedades fisicoquímicas basadas en la toxicidad diferencial del óxido de grafeno/óxido de grafeno reducido en células pulmonares humanas mediada por el estrés oxidativo", Informes científicos , vol. 6, núm. 1, 2016.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
84. H. Yue, W. Wei, Z. Yue et al., "El papel de la dimensión lateral del óxido de grafeno en la regulación de las respuestas celulares", Biomaterials , vol. 33, núm. 16, págs. 4013–4021, 2012.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
85. A. Wang, K. Pu, B. Dong et al., "Papel de la carga superficial y el estrés oxidativo en la citotoxicidad y la genotoxicidad del óxido de grafeno hacia las células de fibroblastos de pulmón humano", Journal of Applied Toxicology , vol. 33, núm. 10, págs. 1156–1164, 2013.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
86. K.-H. Liao, Y.-S. Lin, CW Macosko y CL Haynes, "Citotoxicidad del óxido de grafeno y grafeno en eritrocitos humanos y fibroblastos de la piel", ACS Applied Materials & Interfaces , vol. 3, núm. 7, págs. 2607–2615, 2011.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
87. SK Singh, MK Singh, PP Kulkarni, VK Sonkar, JJA Grácio y D. Dash, “Grafeno modificado con amina: alternativa más segura con protección contra trombos al óxido de grafeno para aplicaciones biomédicas”, ACS Nano , vol. 6, núm. 3, págs. 2731–2740, 2012.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
88. MD Arbo, LF Altknecht, S. Cattani et al., "Evaluación de la cardiotoxicidad in vitro del óxido de grafeno", Mutation Research/Genetic Toxicology and Environmental Mutagenesis , vol. 841, págs. 8 a 13, 2019.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
89. VC Sanchez, A. Jachak, RH Hurt y AB Kane, "Interacciones biológicas de los nanomateriales de la familia del grafeno: una revisión interdisciplinaria", Investigación química en toxicología , vol. 25, núm. 1, págs. 15 a 34, 2012.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
90. MC Duch, GRS Budinger, YT Liang et al., "Minimizar la oxidación y la dispersión estable a nanoescala mejora la biocompatibilidad del grafeno en el pulmón", Nano Letters , vol. 11, núm. 12, págs. 5201–5207, 2011.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
91. X. Zhang, J. Yin, C. Peng et al., “Estudios de distribución y biocompatibilidad del óxido de grafeno en ratones después de la administración intravenosa”, Carbon , vol. 49, núm. 3, págs. 986–995, 2011.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
92. Q. Hu, B. Jiao, X. Shi, RP Valle, YY Zuo y G. Hu, "Efectos de las nanoláminas de óxido de grafeno sobre la ultraestructura y las propiedades biofísicas de la película de surfactante pulmonar", Nanoscale , vol. 7, núm. 43, págs. 18025–18029, 2015.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
93. I. Gosens, JA Post, LJJ de la Fonteyne et al., "Impacto del estado de aglomeración de partículas de oro de tamaño nanométrico y submicrónico en la inflamación pulmonar", Toxicología de partículas y fibras , vol. 7, núm. 1, pág. 37, 2010.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
94. M. Geiser y WG Kreyling, “Deposición y biocinética de nanopartículas inhaladas”, Toxicología de partículas y fibras , vol. 7, 2010.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
95. WG Kreyling, M. Semmler-Behnke, S. Takenaka y W. Möller, "Diferencias en la biocinética de partículas inhaladas de tamaño nanométrico versus micrométrico", Cuentas de investigación química , vol. 46, núm. 3, págs. 714–722, 2013.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
96. G.-Y. Chen, CL Chen, HY Tuan et al., “El óxido de grafeno desencadena respuestas de autofagia/receptores tipo toll in vitro e inhibe el crecimiento tumoral in vivo”, Advanced Healthcare Materials , vol. 3, núm. 9, págs. 1486–1495, 2014.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
97. X. Zhang, W. Hu, J. Li, L. Tao e Y. Wei, "Un estudio comparativo de la captación celular y la citotoxicidad de los nanotubos de carbono de pared múltiple, el óxido de grafeno y el nanodiamante", Toxicology Research , vol. 1, no. 1, págs. 62 a 68, 2012.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
98. J. Ma et al., "Papel crucial del tamaño lateral para el óxido de grafeno en la activación de macrófagos y la estimulación de respuestas proinflamatorias en células y animales", ACS Nano , vol. 9, núm. 10, págs. 10498–10515, 2015.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
99. MS Hashemi, S. Gharbi, S. Jafarinejad-Farsangi, Z. Ansari-Asl y AS Dezfuli, “El efecto tóxico secundario del óxido de grafeno y los puntos cuánticos de grafeno altera la expresión de miR-21 y miR-29a en líneas celulares humanas, ” Toxicología in Vitro , vol. 65, pág. 104796, 2020.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
100. L. Hu, Y. Fu, L. Rong et al., "Evaluación de la citotoxicidad del óxido de grafeno usando células derivadas de células madre embrionarias", Journal of Biomedical Materials Research Part A , vol. 108, núm. 6, págs. 1321–1328, 2020.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
101. T. Zhou, X. Zhou y D. Xing, "Liberación controlada de doxorrubicina a partir de un nanoportador de inversión de carga basado en óxido de grafeno", Biomateriales , vol. 35, núm. 13, págs. 4185–4194, 2014.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
102. S. Sood, N. Jawahar, K. Jain, K. Gowthamarajan y S. Nainar Meyyanathan, "Nanopartículas lipídicas sólidas catiónicas cargadas con olanzapina para mejorar la biodisponibilidad oral", Current Nanoscience , vol. 9, núm. 1, págs. 26 a 34, 2013.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
103. K. Yang, H. Gong, X. Shi, J. Wan, Y. Zhang y Z. Liu, "Biodistribución y toxicología in vivo del óxido de nanografeno funcionalizado en ratones después de la administración oral e intraperitoneal", Biomaterials , vol. 34, núm. 11, págs. 2787–2795, 2013.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
104. C. Fu, T. Liu, L. Li, H. Liu, Q. Liang y X. Meng, "Efectos del óxido de grafeno en el desarrollo de crías de ratones en período de lactancia", Biomateriales , vol. 40, págs. 23–31, 2015.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
105. F. Mouchet, P. Landois, E. Sarremejean et al., "Caracterización y evaluación de ecotoxicidad in vivo de nanotubos de carbono de doble pared en larvas del anfibio Xenopus laevis ", Toxicología acuática , vol. 87, núm. 2, págs. 127 y 137, 2008.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
106. H. Itoh, M. Nishino y H. Hatabu, "Arquitectura del pulmón: morfología y función", Journal of Thoracic Imaging , vol. 19, núm. 4, págs. 221–227, 2004.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
107. W.-P. Xu, LC Zhang, JP Li et al., "Síntesis fácil de nanocompuestos de óxido de grafeno y plata y sus propiedades antibacterianas mejoradas", Journal of Materials Chemistry , vol. 21, núm. 12, págs. 4593–4597, 2011.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
108. J. Zhao, B. Deng, M. Lv et al., "Tejidos de algodón antibacteriano a base de óxido de grafeno", Advanced Healthcare Materials , vol. 2, núm. 9, págs. 1259–1266, 2013.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
109. S. Liang, S. Xu, D. Zhang, J. He y M. Chu, "Toxicidad reproductiva del óxido de grafeno a nanoescala en ratones machos", Nanotoxicología , vol. 9, núm. 1, págs. 92 a 105, 2015.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
110. M. Ema, KS Hougaard, A. Kishimoto y K. Honda, "Toxicidad para la reproducción y el desarrollo de los nanomateriales basados ​​en carbono: una revisión de la literatura", Nanotoxicología , vol. 10, núm. 4, págs. 391–412, 2016.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
111. MCP Mendonça, ES Soares, MB de Jesus et al., “El óxido de grafeno reducido induce la apertura transitoria de la barrera hematoencefálica: un estudio in vivo”, Journal of nanobiotechnology , vol. 13, núm. 1, pág. 78, 2015.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
112. A. Raslan, LS Del Burgo, J. Ciriza y JL Pedraz, "Óxido de grafeno y andamios basados ​​en óxido de grafeno reducido en medicina regenerativa", International Journal of Pharmaceutics , vol. 580, pág. 119226, 2020.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
113. Y. Qi, Y. Liu, T. Xia, A. Xu, S. Liu y W. Chen, "La biotransformación del óxido de grafeno en los fluidos pulmonares altera significativamente sus propiedades y bioactividades inherentes hacia las células inmunitarias", NPG Asia Materials , vol. 10, núm. 5, págs. 385 y 396, 2018.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
114. X. Hu, D. Li y L. Mu, "La biotransformación de las nanoláminas de óxido de grafeno en el plasma sanguíneo afecta sus interacciones con las células", Environmental Science: Nano , vol. 4, núm. 7, págs. 1569–1578, 2017.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
115. D. Guarnieri, P. Sánchez-Moreno, AE Del Rio Castillo et al., "Biotransformación e interacción biológica del grafeno y el óxido de grafeno durante la ingestión oral simulada", Small , vol. 14, núm. 24, 2018.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
116. S. Hirn, M. Semmler-Behnke, C. Schleh et al., “Biodistribución de nanopartículas de oro dependiente del tamaño de las partículas y de la carga superficial después de la administración intravenosa”, European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics , vol. 77, núm. 3, págs. 407–416, 2011.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
117. B. Li, X. Zhang, J. Yang et al., "Influencia del revestimiento de polietilenglicol en la biodistribución y toxicidad del óxido de grafeno a nanoescala en ratones después de la inyección intravenosa", Revista internacional de nanomedicina , vol. 9, 2014.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
118. SG Han, JK Kim, JH Shin et al., "Respuestas pulmonares de ratas Sprague-Dawley en exposición de inhalación única a nanomateriales de óxido de grafeno", BioMed research international , vol. 2015, artículo ID 376756, 9 páginas, 2015.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
119. B. Li, J. Yang, Q. Huang et al., "Biodistribución y toxicidad pulmonar del óxido de grafeno instilado por vía intratraqueal en ratones", NPG Asia Materials , vol. 5, núm. 4, pág. e44, 2013.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
120. SK Singh, MK Singh, MK Nayak et al., "Propiedad de inducción de trombos de láminas de óxido de grafeno atómicamente delgadas", ACS Nano , vol. 5, núm. 6, págs. 4987–4996, 2011.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
121. L. Mao, M. Hu, B. Pan, Y. Xie y EJ Petersen, "Biodistribución y toxicidad del grafeno de pocas capas radiomarcado en ratones después de la instilación intratraqueal", Toxicología de partículas y fibras , vol. 13, 2015.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
122. AK Patlolla, J. Rondalph y PB Tchounwou, "Evaluación bioquímica e histopatológica del óxido de grafeno en ratas Sprague-Dawley", Revista Austin de toxicología ambiental , vol. 3, 2017.Ver en: Google Académico
123. AK Patlolla, J. Randolph, SA Kumari y PB Tchounwou, "Evaluación de la toxicidad del óxido de grafeno en los riñones de las ratas Sprague-Dawley", Revista internacional de investigación ambiental y salud pública , vol. 13, núm. 4, pág. 380, 2016.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
124. EH Karsh, RJ Kadhim y MS Jabir, "Efecto del óxido de grafeno y las nanopartículas de oro en los parámetros renales de los ratones macho" , Actas de la conferencia AIP , vol. 2213, n. 1, 2020.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
125. DA Jasim, S. Murphy, L. Newman et al., "Los efectos de la filtración glomerular extensa de láminas delgadas de óxido de grafeno en la fisiología renal", ACS Nano , vol. 10, núm. 12, págs. 10753–10767, 2016.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
126. M. Amrollahi-Sharifabadi, MK Koohi, E. Zayerzadeh, MH Hablolvarid, J. Hassan y AM Seifalian, “Evaluación toxicológica in vivo de nanoplaquetas de óxido de grafeno para aplicaciones clínicas”, International Journal of Nanomedicine , vol. Volumen 13, págs. 4757–4769, 2018.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
127. M. Kim, HJ Eom, I. Choi, J. Hong y J. Choi, "Neurotoxicidad inducida por óxido de grafeno en neurotransmisores, neuronas AFD y comportamiento locomotor en Caenorhabditis elegans ", NeuroToxicology , vol. 77, págs. 30–39, 2020.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
128. R. Rauti, M. Medelin, L. Newman et al., “Los copos de óxido de grafeno sintonizan la neurotransmisión excitatoria in vivo dirigiéndose a las sinapsis del hipocampo”, Nano Letters , vol. 19, núm. 5, págs. 2858–2870, 2019.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
129. Y. Li, Y. Wang, L. Tu et al., "Estudio de toxicidad subaguda del óxido de grafeno en la rata Sprague-Dawley", Revista internacional de investigación ambiental y salud pública , vol. 13, 2016.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
130. XT Liu, XY Mu, XL Wu et al., "Toxicidad de nanotubos de carbono de pared múltiple, óxido de grafeno y óxido de grafeno reducido para embriones de pez cebra", Ciencias biomédicas y ambientales , vol. 27, núm. 9, págs. 676–683, 2014.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
131. Y. Chen, X. Hu, J. Sun y Q. Zhou, "Nanotoxicidad específica del óxido de grafeno durante la embriogénesis del pez cebra", Nanotoxicología , vol. 10, núm. 1, págs. 1 a 11, 2016.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
132. M. Bangeppagari, SH Park, RR Kundapur y SJ Lee, "El óxido de grafeno induce defectos cardiovasculares en el modelo de embrión de pez cebra en desarrollo ( Danio rerio ): evaluación de toxicidad in vivo", Science of the total environment , vol. 673, págs. 810–820, 2019.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
133. NA El-Yamany, FF Mohamed, TA Salaheldin, AA Tohamy, WN Abd El-Mohsen y AS Amin, "Las nanoláminas de óxido de grafeno indujeron genotoxicidad y lesión pulmonar en ratones", Experimental and Toxicologic Pathology , vol. 69, núm. 6, págs. 383–392, 2017.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
134. S. Bengtson, K. Kling, AM Madsen et al., "Sin citotoxicidad o genotoxicidad del grafeno y el óxido de grafeno en células FE1 epiteliales de pulmón murino in vitro", Mutagénesis ambiental y molecular , vol. 57, núm. 6, págs. 469–482, 2016.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
135. HRH Mohamed, M. Welson, AE Yaseen y AA El-Ghor, "Estimación de la inestabilidad genómica y la inducción de mutaciones por nanopartículas de óxido de grafeno en tejidos de hígado y cerebro de ratones", Environmental Science and Pollution Research , vol. 27, núm. 1, págs. 264–278, 2020.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
136. J H. Liu, JH Liu, ST Yang et al., “Efecto del tamaño y la dosis en la biodistribución del óxido de grafeno en ratones”, Nanomedicine , vol. 7, núm. 12, págs. 1801–1812, 2012.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
137. S. Zhao, Y. Wang y L. Duo, "Toxicidad bioquímica, estabilidad de la membrana lisosomal y daño del ADN inducido por el óxido de grafeno en las lombrices de tierra", Environmental Pollution , vol. 269, pág. 116225, 2021.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
138. L. Zhang, S. Ouyang, H. Zhang et al., "El óxido de grafeno induce una lesión pulmonar dependiente de la dosis en ratas mediante la regulación de la autofagia", Medicina experimental y terapéutica , vol. 21, núm. 5, pág. 462, 2021.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
139. Z. Cao, M. Su, H. Wang et al., "Las nanopartículas de óxido de grafeno de carboxilo inducen defectos del desarrollo neurológico y trastornos del aparato locomotor en larvas de pez cebra", Chemosphere , vol. 270, pág. 128611, 2021.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
140. AB Seabra, AJ Paula, R. de Lima, OL Alves y N. Durán, “Nanotoxicidad del grafeno y el óxido de grafeno”, Investigación química en toxicología , vol. 27, núm. 2, págs. 159 y 168, 2014.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
141. O. Akhavan y E. Ghaderi, “Toxicidad de las nanoparedes de grafeno y óxido de grafeno contra las bacterias”, ACS Nano , vol. 4, núm. 10, págs. 5731–5736, 2010.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
142. W. Hu, C. Peng, M. Lv et al., "Mitigación de la citotoxicidad del óxido de grafeno mediada por corona de proteínas", ACS Nano , vol. 5, núm. 5, págs. 3693–3700, 2011.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
143. Y. Tu y H. Fang, "Extracción destructiva de fosfolípidos de las membranas celulares mediante grafeno y nanoláminas de óxido de grafeno", SCIENTIA SINICA Physica, Mechanica & Astronomica , vol. 46, núm. 6, 2016.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
144. M. Chen, J. Yin, Y. Liang et al., "Estrés oxidativo e inmunotoxicidad inducidos por el óxido de grafeno en el pez cebra", Toxicología acuática , vol. 174, págs. 54 a 60, 2016.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
145. C. Hu, Q. Wang, H. Zhao, L. Wang, S. Guo y X. Li, “Efectos ecotoxicológicos del óxido de grafeno en el protozoario Euglena gracilis ”, Chemosphere , vol. 128, págs. 184–190, 2015.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
146. J. Li, X. Zhang, J. Jiang et al., "Evaluación sistemática de la toxicidad y el mecanismo potencial de los derivados del grafeno in vitro e in vivo", Toxicological Sciences , vol. 167, núm. 1, págs. 269–281, 2019.Ver en: Sitio del editor | Google Académico
147. Q. Mu, G. Su, L. Li et al., "Captación celular dependiente del tamaño de nanoláminas de óxido de grafeno recubiertas de proteína", ACS Appl Mater Interfaces , vol. 4, núm. 4, págs. 2259–2266, 2012.Ver en: Sitio del editor | Google Académico

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FUENTE: https://www.hindawi.com/journals/bmri/2021/5518999/