Grafenoxid är ett derivat av grafen, ett enda lager av kolatomer ordnade i ett hexagonalt gitter. Det har väckt stort intresse inom det biomedicinska området på grund av dess unika egenskaper, inklusive hög yta, utmärkt biokompatibilitet och starka antioxidantegenskaper. Den storskaliga produktionen av grafenoxid är dock ofta förknippad med giftiga kemikalier och svåra förhållanden, vilket begränsar dess kliniska översättning.
I denna studie undersökte Rice-forskarna antioxidantegenskaperna hos naturligt förekommande föreningar som kallas flavonoider. Flavonoider finns i en mängd olika växter och örter och har visat sig ha olika hälsofördelar, inklusive antioxidanter, antiinflammatoriska och anti-canceraktiviteter.
Teamet, ledd av Pulickel Ajayan, Benjamin M. och Mary Greenwood Anderson professor i teknik och professor i materialvetenskap och nanoteknik, testade antioxidantkapaciteten hos flera flavonoider, inklusive quercetin, rutin och naringenin. De fann att dessa föreningar uppvisade liknande antioxidantegenskaper som grafenoxid i renande reaktiva syrearter (ROS), som är skadliga molekyler som kan skada celler och bidra till kroniska sjukdomar.
"Vi blev förvånade över att finna att dessa naturliga föreningar kunde efterlikna antioxidantaktiviteten hos grafenoxid, som är känd för att vara en av de mest effektiva antioxidanterna," sa Ajayan. "Denna upptäckt öppnar nya möjligheter för utvecklingen av naturliga antioxidantterapier."
Forskarna visade vidare att flavonoider, som grafenoxid, kunde skydda celler från oxidativ stress-inducerad skada. De exponerade mänskliga lungceller för väteperoxid, ett starkt oxidationsmedel som kan orsaka celldöd. Förbehandling med flavonoider reducerade avsevärt celldöd, vilket tyder på att dessa föreningar kunde erbjuda skyddande effekter mot oxidativ skada.
Studien ger ett proof-of-concept för användningen av flavonoider som potentiella terapeutiska medel för oxidativ stress-relaterade sjukdomar. Flavonoider har flera fördelar jämfört med grafenoxid, inklusive deras naturliga förekomst, biokompatibilitet och brist på toxicitet. De skulle potentiellt kunna användas som kosttillskott eller inkorporeras i topiska formuleringar för hudvård och sårläkning.
"Våra resultat belyser potentialen hos naturliga produkter för att efterlikna egenskaperna hos syntetiska material för biomedicinska tillämpningar," sa Ajayan. "Det här tillvägagångssättet kan leda till utvecklingen av säkrare och mer hållbara terapier för en rad sjukdomar."
