Figure 1. Caractérisation et détection du FLG dans des composites époxy contenant 1 % de FLG. (a) Images MET haute résolution du FLG pur (taille : 10–12 nm) et des échantillons d’époxy et d’époxy-FLG après abrasion.(b) Taille hydrodynamique de l’époxy abradé et de l’époxy-FLG en solution BSA-eau (0,1 %) après 45 minutes de sonication en bain.(c) Spectres Raman du FLG pur, de l’époxy abradé et de l’époxy-FLG montrant la détection réussie du FLG dans la matrice époxy.(d) Cartographie Raman-confocale de plaques d’époxy-FLG telles que produites, montrant la distribution du FLG (gris) dans la matrice époxy (bleu).(e) L’analyse TOF-SIMS montre une augmentation des intensités de signal normalisées des atomes de carbone et d’hydrogène dans la matrice de produit époxy contenant du FLG. La présence de FLG dans l’époxy était supposée entraîner des signaux non spécifiques (Cx⁻, CxH⁻, etc.). (f) Profil de profondeur d’une plaque d’époxy contenant du FLG (représentation 2D) en TOF-SIMS. Les signaux Cl⁻ et/ou CN⁻ pourraient potentiellement indiquer la présence de FLG.

Figure 2. Test sur les macrophages alvéolaires (AMA) montrant la cytotoxicité, le stress oxydatif et le potentiel inflammatoire du FLG pur, ainsi que des matériaux époxy et époxy-FLG abradés et incinérés.L’exposition des cellules a été réalisée dans un milieu de culture cellulaire sans sérum pendant 16 heures. Le corindon et le quartz DQ12 ont été utilisés respectivement comme témoins négatif et positif.(a) Images en champ clair des cellules montrant l’absorption potentielle des matériaux indiqués. Le FLG pur a conduit à la présence de quelques petits points noirs dans les cellules ; cependant, l’époxy-FLG incinéré et l’époxy-FLG abradé filtré à 5 µm sont concentrés dans ou autour des cellules. L’échantillon abradé non filtré montre de grandes particules non ingérables.(b) La libération de la lactate déshydrogénase (LDH) et de la glucuronidase (GLU) révèle une cytotoxicité différentielle dose-dépendante des matériaux indiqués. Les matériaux incinérés ont induit une libération marquée de H₂O₂ et de TNFα. Le FLG pur a provoqué une production de TNFα plus élevée et insensible à la polymyxine. En revanche, aucune libération significative de TNFα n’a été observée dans le cas de l’époxy-FLG abradé.Les données sont présentées sous forme de moyenne ± écart-type (n = 3).

Figure 3. Cytotoxicité et effets fonctionnels sur la clairance mucociliaire (MCC) après exposition au FLG pur, à l’époxy abradé et à l’époxy-FLG abradé pendant 4 jours d’expositions répétées aux doses indiquées.(a-b) Aucune augmentation significative de la libération de LDH (indiquant une rupture de la membrane plasmique) n’a été détectée dans les cultures de cellules épithéliales bronchiques (a) et alvéolaires (b) après les jours 2 et 4 d’exposition aux matériaux indiqués, comparé au contrôle véhicule.(c) Images en fluorescence montrant une barrière épithéliale intacte (coloration ZO-1 : vert) et des cils (coloration Tubuline : rouge) dans les cultures de cellules épithéliales bronchiques après 4 jours d’exposition aux matériaux testés.(d) Schéma illustrant la fonction MCC des cellules épithéliales bronchiques dans les voies respiratoires.(e-f) Aucun effet significatif n’a été observé sur la fréquence de battement ciliaire après 4 jours d’exposition (e), toutefois, une réduction de la MCC a été constatée après exposition au FLG pur, à l’époxy abradé et à l’époxy-FLG abradé par rapport au contrôle véhicule (f).(g) Des images MEB des cultures bronchiques ont confirmé une clairance réduite du mucus (et des matériaux associés) après 4 jours d’exposition répétée aux matériaux testés à une dose de 10 µg/cm².Le Triton X-100 (10 %) a été utilisé comme contrôle positif pour le test LDH. Les données sont présentées sous forme de moyenne ± écart-type (n = 3). Les cultures cellulaires MucilAir™ et AlveolAir™ ont été reconstituées à partir de cellules primaires issues d’un pool de cinq donneurs humains. Le schéma a été préparé avec https://biographics.nitro.bio/.