石墨烯材料在口腔医学领域的研究

石墨烯材料因其优越的性能在口腔医学领域广受学者们的关注，其研究涉及抗菌性能、成骨分化、组织工程支架、药物递送等方面。但同时，有研究表明石墨烯及其衍生物可能对细胞及器官造成一定程度的损伤，因此其生物安全性也一直受到人们的重视。

石墨烯材料在口腔医学领域的研究

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抗菌性能

在口腔医学领域，研究结果表明石墨烯对龋病、牙周炎及种植体周围炎主要致病菌如链球菌、牙龈卟啉单胞菌、具核梭杆菌均具有较强的抗菌作用，显微镜下见致病菌与石墨烯材料接触后，丧失原有的形态及完整性，表面出现孔洞，内容物流出，细菌死亡。随着研究的深入，石墨烯材料被添加至常用的口腔修复材料中，使得传统材料有了新的抗菌性能。

02

促进组织再生

大量研究显示石墨烯材料具有优异的促成骨作用，可以促进成骨细胞粘附、增殖以及诱导人间充质干细胞分化为成骨细胞。研究人员在羟基磷灰石中加入2.0％的氧化石墨烯（ＧＯ）并用于钛片表面涂层，该涂层不仅促进了Ｌ929细胞和 ＭＧ63细胞的增殖，还增强了涂层与钛片的结合强度及钛片的抗腐蚀性能。另有研究在钛片表面负载单层石 墨 烯 后，在 其 表 面 接 种 人 骨 髓 间 充 质 干 细 胞（ ｈＢＭＭＳＣ ）及人脂肪间充质干细胞（ ｈＡＳＣｓ ）并植入裸鼠背部皮下，８周后 Ｘ线检测结果表明单层石墨烯表面骨基质的形成量高于纯钛表面，研究者认为石墨烯是种植体表面涂层及骨生物材料的理想改性材料。

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药物传递

石墨烯材料由于含有较多的含氧官能团以及独特的sp2杂化轨道，使其在药物递送方面具有极大的应用潜能。研究人员为增加钛支架上富含ＢＭＰ2和万古霉素的载药微球的负载量，将氧化石墨烯沉积在钛支架中，利用其极高的比表面积以及自身的官能团与载药微球之间的相互作用，将载药量从30％ 提高到60％ 。同时利用米诺环素磷酸盐与氧化石墨烯之间 π － π 键和氢键的相互作用，使米诺环素磷酸盐较牢固地负载至氧化石墨烯表面，达到长期缓释、长期抗菌的预期效果。此外，有学者将石墨烯材料负载在钛种植体表面，利用石墨烯中 π － π 键与地塞米松（ ＤＥＸ ）的吸附作用，将地塞米松这一成骨诱导药物负载在种植体表面，实验结果表明种植体表现出良好长效的促成骨功能，达到了促进种植体骨结合的目的。

石墨烯材料的生物安全性研究

随着科学界对石墨烯材料的研究不断深入，其生物安全性也逐渐受到重视。优良材料的生物安全性是其在生物医学领域应用的前提，下面将对石墨烯材料这一性能进行阐述。

研究发现GO表面的氢键、离子键与小干扰ＲＮＡ（ ｓｉＲＮＡ ）核苷酸链上的极性基团之间络合可致使基因沉默。将石墨烯溶液与细胞共培养后，激光共聚焦显微镜下可见石墨烯材料沉积在肌动蛋白丝、线粒体周围，致使肌动蛋白丝在细胞分裂周期中的作用受到影响，改变细胞周期，导致细胞凋亡；石墨烯材料与线粒体中的电子传递链接触后，可抑制Ｆｅ－Ｓ中心将Ｆｅ３＋还原成 Ｆｅ２＋的能力，由此干扰线粒体合成ATP。

结论与展望

石墨烯材料因其优良的性能得到了广泛重视，关于其在口腔医学领域应用的研究也日益增多，其抗菌性能、诱导干细胞成骨分化能力、促进牙周软硬组织再生能力、递送药物能力等方面均已得到证实。但要将石墨烯材料安全地应用于临床，还需要进行一系列深入的研究，包括：（１）具体研究石墨烯材料对每一种细胞器的影响及可能引起的后果；（２）选用口腔内的多种细胞、组织进行毒性实验，并根据不同的需求选出石墨烯材料适宜的负载量及负载方法，确保其有良好的生物安全性；（3）体外实验环境与体内真实环境有较大差别，筛选出的石墨烯材料仍需进行全面的、长期的体内毒性实验，才能为其安全应用提供理论依据和科学指导。

来源：石墨烯研究院

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