《Small Sci.》綜述：石墨烯材料在骨組織工程應用的最新進展和前景

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發(fā)布時間：2024-11-01
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氧化石墨烯（GO）、還原氧化石墨烯（RGO）、石墨碳氮化合物（g-C3N4）及其衍生物的石墨烯基材料（GMs）在材料學、納米技術(shù)、生物傳感器、能量存儲和環(huán)境科學等多個領(lǐng)域得到廣泛應用。但是其生物相容性、溶解性和潛在細胞毒性限制它們在生物醫(yī)學和組織工程中的廣泛應用。隨著分子納米技術(shù)、超分子化學和仿生科學進步，越來越多研究集中于設(shè)計和合成生物分子增強石墨烯材料（Bio-RGMs）以應對多樣化應用。利用生物分子與GMs之間非共價和共價作用，形成Bio-RGMs能夠表現(xiàn)出性能增強和協(xié)同新功能。生物分子增強的石墨烯材料（Bio-RGMs）由于將石墨烯基材料（GMs）與生物分子成分結(jié)合發(fā)揮其協(xié)同效應，已成為生物醫(yī)學和組織工程應用中的多功能基質(zhì)。

近日，來自青島市黃島區(qū)中心醫(yī)院孫振剛、中山大學魏富鑫和青島大學的魏剛教授團隊進行了用于骨組織工程應用的生物分子增強石墨烯材料的設(shè)計和結(jié)構(gòu)/功能調(diào)控的最新進展的相關(guān)綜述。成果以“Recent Advances in the Design and Structural/Functional Regulations of Biomolecule-Reinforced Graphene Materials for Bone Tissue Engineering Applications”為題于09月26日發(fā)表在《Small Science》上。

本文要點：

（1）本綜述概述了不同Bio-RGMs的設(shè)計、合成、結(jié)構(gòu)、功能調(diào)控及在骨組織工程應用中的作用。討論了將生物分子以共價和非共價方式結(jié)合到GMs上的方法，并探討了Bio-RGMs的結(jié)構(gòu)多樣性，從一維納米纖維到二維膜和三維支架/水凝膠/氣凝膠等。

（2）本綜述重點介紹了電紡、自組裝、冷凍干燥、3D打印和模具合成等技術(shù)在設(shè)計制造Bio-RGMs中的作用。此外，還分析了生物分子賦予Bio-RGMs的特定性能和功能，包括生物相容性、細胞毒性、抗菌性、藥物遞送能力和熒光性等。

（3）本綜述最后展示了Bio-RGMs在骨組織工程應用中的最新進展，包括骨修復、再生、移植、藥物/細胞遞送及腫瘤抑制等應用，并分析Bio-RGMs在臨床前應用中的潛力。本綜述將加深讀者對生物分子與GMs相互作用的理解，并激發(fā)對創(chuàng)新Bio-RGMs的開發(fā)，以用于生物醫(yī)學和組織工程應用。

文章來源：

https://doi.org/10.1002/smsc.202400414

信息來源：EngineeringForLife

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