中國(guó)粉體網(wǎng)訊  石墨烯及其衍生物在組織工程、藥物載體、生物檢測(cè)、生物成像等生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景，但其毒性、生物安全性評(píng)價(jià)的研究目前還比較缺乏。粉體網(wǎng)小編整理了相關(guān)的研究成果供大家了解。目前，石墨烯的生物安全性研究主要集中于石墨烯及其衍生物的細(xì)胞毒性、動(dòng)物毒性以及抗菌性研究等方面。

石墨烯的細(xì)胞毒性

石墨烯及其衍生物的細(xì)胞毒性是石墨烯生物安全性評(píng)估的重要指標(biāo)之一。大量研究表明石墨烯納米材料的細(xì)胞毒性與其自身的物理化學(xué)性質(zhì)(大小、形狀、表面官能團(tuán)等)、作用的細(xì)胞種類(lèi)、以及作用濃度等有著密不可分的關(guān)系。

目前，石墨烯和細(xì)胞相互作用的途徑和機(jī)制尚不清楚。毒性機(jī)制方面，部分研究者認(rèn)為GO的細(xì)胞毒性主要由氧化應(yīng)激介導(dǎo)。也有少數(shù)研究認(rèn)為氧化石墨烯對(duì)細(xì)胞的毒性可能是材料與細(xì)胞膜之間相互作用引起的。石墨烯的細(xì)胞毒性機(jī)制還有待于進(jìn)一步的研究。

石墨烯的動(dòng)物毒性

有研究發(fā)現(xiàn)，向昆明種小鼠靜脈注射劑量為１mg/kg的單層石墨烯，14ｄ后未出現(xiàn)明顯的炎癥反應(yīng)。當(dāng)增加注射劑量至10mg/kg時(shí)，小鼠肺部出現(xiàn)明顯水腫、炎癥反應(yīng)、肉芽病變和組織纖維化。將實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分為低、中、高劑量組分別注射0.1mg、0.25mg、0.4mg NGO時(shí)，低、中劑量組未見(jiàn)不良反應(yīng)，而在高劑量組動(dòng)物肺臟發(fā)現(xiàn)了肉芽病變，并且出現(xiàn)劑量依賴(lài)的炎癥反應(yīng)。

石墨烯的植物毒性

有研究者發(fā)現(xiàn)石墨烯浸泡后種子的發(fā)芽率降低，表明石墨烯對(duì)植物種子的發(fā)芽率有一定的抑制作用。此外，石墨烯可導(dǎo)致甘藍(lán)、西紅柿、菠菜的細(xì)胞死亡和壞死性病變，而生菜沒(méi)有表現(xiàn)毒性效應(yīng)，這些事實(shí)表明，植物的潛在毒性作用可能在很大程度上依賴(lài)于石墨烯的劑量以及植物物種。

石墨烯的抗菌性

石墨烯與細(xì)胞或動(dòng)物相互作用表現(xiàn)了良好的生物相容性，但石墨烯與微生物作用卻表現(xiàn)出優(yōu)異的抗菌性能。目前，石墨烯抗菌性研究主要分為兩方面。一方面，人們利用石墨烯具備多環(huán)芳香烴的結(jié)構(gòu)，化學(xué)修飾性突出，通過(guò)物理化學(xué)方法制備基于石墨烯的新型復(fù)合納米抗菌材料。另一方面，科研工作者試圖通過(guò)改變石墨烯的理化性質(zhì)，深入研究石墨烯的抗菌性能和抗菌機(jī)制。

盡管石墨烯的抗菌性能被廣泛關(guān)注并得到大量研究結(jié)果的支持，但GO作為一種具有潛在應(yīng)用價(jià)值的抗菌劑依然受到質(zhì)疑。有研究者發(fā)現(xiàn)GO不僅不能抗菌，而且可作為細(xì)菌黏附的骨架，促進(jìn)其生長(zhǎng)、增殖和形成細(xì)菌生物膜。迄今為止，對(duì)納米抗菌材料的抗菌機(jī)制也尚未完全闡明。

小結(jié)：

石墨烯的生物安全性研究已經(jīng)積累了一定的研究基礎(chǔ)，但是由于石墨烯制備方法的多樣性和生物系統(tǒng)的復(fù)雜性，石墨烯的生物安全性問(wèn)題仍不能簡(jiǎn)單歸納得出結(jié)論，未來(lái)需要綜合多方面的因素進(jìn)行深入研究。

參考資料：

劉浩懷等.石墨烯及其衍生物的抗菌性研究進(jìn)展

田甜等.石墨烯的生物安全性研究進(jìn)展

鄧學(xué)秋等.石墨烯在生物檢測(cè)、藥物載體及其安全性的研究進(jìn)展

諸曉丹等.氧化石墨烯抗菌作用及其生物安全性的研究進(jìn)展

王熒等.石墨烯制備及其應(yīng)用安全

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