Intervju med Bengt Fadeel om säkerhetsutvärdering av grafenmaterial

Publicerat: 28 november, 2018

Många av er ställer frågor om det finns några miljö och/eller hälsorisker med grafenmaterial. Nu finns det en rykande färsk review-artikel om status för säkerhetsaspekter kring användning av grafen: Safety Assessment of Graphene-Based Materials: Focus on Human Health and the Environment. Ni hittar hela artikeln här: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.8b04758

Bengt Fadeel

Artikeln är skriven av ledande forskare inom miljö och hälsorisker inom Graphene Flagship.  En av dessa forskare är Prof. Bengt Fadeel på Karolinska Institutet. Vi passade på att ställa några frågor till Bengt om artikeln och hur vi borde arbeta med dessa frågor:

  1. Vad är den/de viktigaste slutsatsen ni drar i er artikel?

En viktig slutsats är att grafenmaterial inte kan dras över en kam – det rör sig om en hel familj av material, inte ett och samma material. Det går heller inte att extrapolera från tidigare studier av andra kolbaserade nanomaterial och säga att grafenmaterial måste vara toxiska eftersom vissa typer av kolnanorör är toxiska. Däremot är det svårare att säga vilka egenskaper som gör att vissa grafenmaterial är mera reaktiva i biologiska system än andra material. Detta är något som flaggskeppets forskare håller på att undersöka men det är viktigt att poängtera att det behövs en noggrann dokumentation både av det material som undersöks och av själva modellsystemet annars går det inte att dra några jämförelser mellan olika studier; detta låter ju trivialt men när vi gjorde denna litteraturgenomgång så fann vi att det ofta saknades en noggrann beskrivning såväl av materialet som av modellsystemet.

  1. Hur har ni valt ut vilka typer av grafen/2D material som ni har testat?

I flaggskeppet har vi dels studerat grafenmaterial som framställts av företag som medverkar i projektet men även grafenmaterial som producerats i labskala med avsikt att undersöka specifika egenskaper som exempelvis vilken inverkan storleken hos grafenoxid har på dess biologiska effekter eller huruvida man kan modifiera sådana effekter genom att fästa andra molekyler på ytan av materialet (d.v.s. funktionalisering). I den aktuella artikeln i ACS-Nano så diskuterar vi inte bara forskning som gjorts inom flaggskeppet utan även annan forskning såväl i Europa som på annat håll och det innebär att vi täcker ett helt spektrum av olika grafenmaterial. Dock diskuterar vi inte andra 2D material.

  1. Kan man dra några slutsatser kring vilka typer av grafenmaterial som har låg risk respektive hög risk för skadlig påverkan av miljö eller på människor? Eller vet vi inte det än?

Det är ännu så länge för tidigt att dra generella slutsatser om vilka typer av grafenmaterial som har hög eller låg risk även om det var precis den frågan som vi ville försöka att besvara med vår genomgång av litteraturen. Ett problem är att de material som studeras inte alltid har karakteriserats med avseende på storlek eller tjocklek (antal lager) men också det faktum att de modellsystem som används för att studera grafenmaterial inte är standardiserade. Men det jag kan säga utifrån den forskning som vi själva har bedrivit på KI är att grafen oxid generellt tycks ha en lägre toxicitet än exempelvis kolnanorör och att grafen oxid kan brytas ner snabbare av kroppens immunförsvar än kolnanorör. Men när det gäller grafen så är det inte lika enkelt att studera detta helt enkelt beroende på att grafen är hydrofobt och inte låter sig lösas i vatten eller cellodlingsmedium utan att man tar till olika knep.

  1. Vilka råd skulle du vilja ge till de företag som nu börjat sin resa mot grafeninnehållande produkter? Finns det några generella råd kring vilka studier de bör genomföra och/eller säkerhetsåtgärder att arbeta med?

Det är viktigt att materialet karakteriseras så att man vet att det verkligen rör sig om grafen (jfr denna artikel: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.201803784). Det vore också önskvärt om säkerhetstänkandet genomsyrade hela innovationsprocessen – det optimala vore det som brukar kallas ”safe-by-design” d.v.s. att ett nytt material framställs så att möjliga toxiska egenskaper minimeras medan eftertraktade egenskaper bibehålls. Men vad som egentligen medför en risk för människors hälsa och miljön beror också på användningsområdet och inte enbart på vilka egenskaper som ett material har d.v.s. finns det en möjlig exponering eller kan man kontrollera detta?

Vi på programkontoret vill också lägga till att karaktäriseringscheckarna är ett verktyg som ni kan använda för att få information om egenskaperna hos ert inköpta material.

Prof. Bengt Fadeel, chef för enheten för molekylär toxikologi vid Institutet för Miljömedicin, Karolinska Institutet, är verksam i det EU-finansierade Graphene Flagship projektet inom den del som fokuserar på miljö & hälsa och har lång erfarenhet av såväl toxikologiska studier som biomedicinska applikationer av olika nanomaterial. Han är ordföranden i expertpanelen i den nationella plattformen för nanosäkerhet, SweNanoSafe (www.swenanosafe.se).