石墨烯材料因其優越的效能在口腔醫學領域廣受學者們的關注，其研究涉及抗菌效能、成骨分化、組織工程支架、藥物遞送等方面。但同時，有研究表明石墨烯及其衍生物可能對細胞及器官造成一定程度的損傷，因此其生物安全性也一直受到人們的重視。

石墨烯材料在口腔醫學領域的研究

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抗菌效能

在口腔醫學領域，研究結果表明石墨烯對齲病、牙周炎及種植體周圍炎主要致病菌如鏈球菌、牙齦卟啉單胞菌、具核梭桿菌均具有較強的抗菌作用，顯微鏡下見致病菌與石墨烯材料接觸後，喪失原有的形態及完整性，表面出現孔洞，內容物流出，細菌死亡。隨著研究的深入，石墨烯材料被新增至常用的口腔修復材料中，使得傳統材料有了新的抗菌效能。

02

促進組織再生

大量研究顯示石墨烯材料具有優異的促成骨作用，可以促進成骨細胞粘附、增殖以及誘導人間充質幹細胞分化為成骨細胞。研究人員在羥基磷灰石中加入2。0％的氧化石墨烯（ＧＯ）並用於鈦片表面塗層，該塗層不僅促進了Ｌ929細胞和 ＭＧ63細胞的增殖，還增強了塗層與鈦片的結合強度及鈦片的抗腐蝕效能。另有研究在鈦片表面負載單層石 墨 烯 後，在 其 表 面 接 種 人 骨 髓 間 充 質 幹 細 胞（ ｈＢＭＭＳＣ ）及人脂肪間充質幹細胞（ ｈＡＳＣｓ ）並植入裸鼠背部皮下，８周後 Ｘ線檢測結果表明單層石墨烯表面骨基質的形成量高於純鈦表面，研究者認為石墨烯是種植體表面塗層及骨生物材料的理想改性材料。

03

藥物傳遞

石墨烯材料由於含有較多的含氧官能團以及獨特的sp2雜化軌道，使其在藥物遞送方面具有極大的應用潛能。研究人員為增加鈦支架上富含ＢＭＰ2和萬古黴素的載藥微球的負載量，將氧化石墨烯沉積在鈦支架中，利用其極高的比表面積以及自身的官能團與載藥微球之間的相互作用，將載藥量從30％ 提高到60％ 。同時利用米諾環素磷酸鹽與氧化石墨烯之間 π － π 鍵和氫鍵的相互作用，使米諾環素磷酸鹽較牢固地負載至氧化石墨烯表面，達到長期緩釋、長期抗菌的預期效果。此外，有學者將石墨烯材料負載在鈦種植體表面，利用石墨烯中 π － π 鍵與地塞米松（ ＤＥＸ ）的吸附作用，將地塞米松這一成骨誘導藥物負載在種植體表面，實驗結果表明種植體表現出良好長效的促成骨功能，達到了促進種植體骨結合的目的。

石墨烯材料的生物安全性研究

隨著科學界對石墨烯材料的研究不斷深入，其生物安全性也逐漸受到重視。優良材料的生物安全性是其在生物醫學領域應用的前提，下面將對石墨烯材料這一效能進行闡述。

研究發現GO表面的氫鍵、離子鍵與小干擾ＲＮＡ（ ｓｉＲＮＡ ）核苷酸鏈上的極性基團之間絡合可致使基因沉默。將石墨烯溶液與細胞共培養後，鐳射共聚焦顯微鏡下可見石墨烯材料沉積在肌動蛋白絲、線粒體周圍，致使肌動蛋白絲在細胞分裂週期中的作用受到影響，改變細胞週期，導致細胞凋亡；石墨烯材料與線粒體中的電子傳遞連結觸後，可抑制Ｆｅ－Ｓ中心將Ｆｅ３＋還原成 Ｆｅ２＋的能力，由此干擾線粒體合成ATP。

結論與展望

石墨烯材料因其優良的效能得到了廣泛重視，關於其在口腔醫學領域應用的研究也日益增多，其抗菌效能、誘導幹細胞成骨分化能力、促進牙周軟硬組織再生能力、遞送藥物能力等方面均已得到證實。但要將石墨烯材料安全地應用於臨床，還需要進行一系列深入的研究，包括：（１）具體研究石墨烯材料對每一種細胞器的影響及可能引起的後果；（２）選用口腔內的多種細胞、組織進行毒性實驗，並根據不同的需求選出石墨烯材料適宜的負載量及負載方法，確保其有良好的生物安全性；（3）體外實驗環境與體內真實環境有較大差別，篩選出的石墨烯材料仍需進行全面的、長期的體內毒性實驗，才能為其安全應用提供理論依據和科學指導。

參考文獻

公眾號：石墨烯研究院