【要約】酸化グラフェンおよびグラフェンのヒト赤血球および皮膚線維芽細胞における細胞毒性

Ken-Hsuan Liao et al. ACS Appl Mater Interfaces. 2011年7月

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https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21650218/

概　要

　酸化グラフェンやグラフェンなどの2次元炭素系ナノ材料は、センサー、細胞標識、細菌抑制、ドラッグデリバリーなどのバイオメディカル応用の候補となる可能性がある。　ここでは、物理的・化学的特性を制御したグラフェン関連材料の生体適合性を探索する。酸化グラフェンシートのサイズと剥離の程度は、超音波処理の強度と時間によって変化させた。
酸化グラフェンから簡単な（ヒドラジン不使用の）水熱処理ルートでグラフェンシートを得た。酸化グラフェンおよびグラフェンの粒子径、形態、剥離範囲、酸素含有量、表面電荷は、広角粉末X線回折、原子間力顕微鏡、X線光電子分光法、動的光散乱、ゼータ電位によって評価した。
毒性評価の1つの方法として、浮遊赤血球からのヘモグロビンの流出量の測定が行われた。酸化グラフェンは最小のサイズで最大の溶血活性を示したが、凝集したグラフェンシートは最小の溶血活性を示した。酸化グラフェンをキトサンでコーティングすると、溶血活性はほぼ消失した。
これらの結果を総合すると、グラフェンの粒子径、粒子状態、酸素含有量／表面電荷が、赤血球に対する生物学的／毒性学的反応に強い影響を与えることが明らかになった。
さらに、酸化グラフェンおよびグラフェンシートの細胞毒性について、2種類のアッセイを用いて、付着ヒト皮膚線維芽細胞のミトコンドリア活性を測定することにより検討した。
代表的なナノ毒性アッセイであるメチルチアゾリルジフェニルテトラゾリウムブロマイド（MTT）アッセイでは、グラフェンや酸化グラフェンによってMTTが自発的に還元され、偽陽性シグナルとなり、酸化グラフェンの毒性を予測することができない。しかし、水溶性テトラゾリウム塩（WST-8）、トリパンブルー排除、活性酸素種アッセイを用いた適切な代替評価により、圧縮グラフェンシートは、密度が低い酸化グラフェンよりも哺乳類の線維芽細胞に対するダメージが大きいことが明らかとなった。
グラフェンおよび酸化グラフェンの毒性は、曝露環境（凝集の有無など）および細胞との相互作用様式（浮遊細胞型と付着細胞型など）に依存することは明らかである。

引用記事

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●メラニン模倣型多色・低毒性染毛剤。
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