石墨烯性质与组织工程探究

自从2004年首次剥离出单层石墨烯以来，石墨烯独特的性能就吸引了大批材料学家的注意力。石墨烯具有超大的比表面积、超高的机械强度、优异的导热导电性能、广谱高透光性以及共轭π键决定的独特表面性质。这些特性使得科学家们在各个领域不断积极探索石墨烯的可能应用，在组织工程领域也不例外。[2]

石墨烯超大的比表面积使其能够高效负载各种化合物分子，其表面的自由电子使其能够与一些有机分子发生亲电子反应，其疏水性也可以使其通过范德瓦耳斯力吸引各种疏水有机分子或聚合物。石墨烯的这些表面性质，为组织工程中细胞的附着和细胞生长相关因子的吸附提供了良好的环境。而作为石墨烯衍生材料的氧化石墨烯和还原氧化石墨烯，其丰富的含氧官能团使其能够以更多的方式与生物分子相结合。[2-4] (www.xing528.com)

石墨烯基材料优异的机械性能，不仅预示着它具备成为组织工程支架的潜力，同时也可以通过掺杂、混合的形式改善很多软材料（如水凝胶）的机械性质，作为组织工程支架的辅助材料。石墨烯优异的导电性质，也为其在组织工程方面的应用提供了更多的可能，导电性组织工程支架更有利于诱导干细胞向兴奋性细胞类型的特异性分化，同时可以通过支架施加电刺激，诱导干细胞定向分化。所以导电石墨烯基材料更适合应用于心脏、骨骼肌和神经系统相关的再生组织工程。石墨烯的广谱高透光性则为组织工程与光遗传学、光学成像方法的结合提供了可能。石墨烯量子点的荧光发射特性，使得其可以作为荧光探针应用于组织工程在体修复的成像检测。