中國粉體網(wǎng)訊  石墨烯及其衍生物在組織工程、藥物載體、生物檢測、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、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、增殖和形成細(xì)菌生物膜。迄今為止，對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題仍不能簡單歸納得出結(jié)論，未來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、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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