石墨烯医疗应用 还没走出实验室

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[鉴于石墨烯较大的表面积、生物相容性和化学稳定性，石墨烯在药物输送、癌症治疗和生物传感方面备受期待]

被誉为“新材料之王”的石墨烯不仅在电子产品、新能源电池、航空空航天等领域引起了社会的关注，而且被认为是引发医学领域下一次医学革命的关键。

最近，捷克奥卢穆茨大学的研究团队宣布，他们已经开发出了世界上最小的石墨烯金属磁体，这种磁体可用于许多领域，如核磁共振成像、水处理、生物化学和电子学。石墨烯因其较大的表面积、生物适应性和化学稳定性，在药物传递、癌症治疗和生物传感方面有着很高的希望。

体外检测

生物传感器是一项发展迅速的新技术。在医学应用中，利用石墨烯作为传感器进行体外检测是一个重要的研究和应用方向。

“目前，石墨烯在医学领域的研究才刚刚开始，其中一些还停留在理论层面，还有一些可以进行实验研究。只有体外检测作为传感器的功能才有望推广到工业应用中。”在青岛举行的2016中国国际石墨烯创新大会上，上海交通大学转化医学研究所副所长崔大祥接受了《中国商报》的专访。

石墨烯与其他纳米粒子结合作为体外疾病检测的传感器已经被临床实验所证实。上海交通大学的研究团队在这一领域取得了一些突破。他们演示了呼吸测试和唾液测试的应用。

呼出气体中很少有肿瘤标志物或疾病标志物，因此检测的灵敏度很高。与传统的常规检测相比，石墨烯可以将检测灵敏度提高至少三个数量级，有的甚至可以实现单分子检测。

据报道，崔大祥的团队已经开发出一种通过呼气来检测胃癌的传感器，而且技术相对成熟。该团队将进一步研究肺癌和其他肿瘤的检测。

“经过我们的争论，呼吸测试应该是血常规、尿常规和大便常规的第四项常规测试。呼吸更方便、无创，可以随时随地及时检测到身体变化。”崔大祥说道。

此前，2015年，湖北中医药大学纳米生物传感中心张国军教授团队与针灸与骨科损伤学院王华教授团队合作，通过电化学方法在针灸针针尖表面沉积金纳米粒子和石墨烯，构建了纳米针灸传感针。

据报道，这种纳米针刺传感针不仅稳定，而且对ph值敏感，对多巴胺等神经递质具有良好的检测灵敏度和选择性，可用于体内多巴胺的检测。

体内治疗

除了体外检测，目前的研究还涉及石墨烯作为药物传递载体、肿瘤治疗、抗菌杀菌、人工植入设备等。然而，不可忽视的是，体内治疗的应用仍处于早期阶段，风险较高。“石墨烯医学治疗将首先应用于体外测试，而体内治疗还很遥远，很可能会死亡。”崔大祥对体内治疗并不乐观。

石墨烯可以用于药物输送，主要是因为它的表面积大，可以将大量药物输送到身体的特定区域。氧化石墨烯可以用作抗癌剂来对抗特定的癌细胞。用目前的治疗方法，可以缩小肿瘤，抑制肿瘤的发展速度和治疗后的复发。

实验表明，石墨烯可以作为免疫基团辅助其他药物提高治疗效果。石墨烯与肌氨酸偶联可以刺激体内免疫细胞分泌更多的细胞因子，从而杀死肿瘤，明显提高免疫力。然而，要将这项技术应用于人体，还有很长的路要走。

“现在技术可以做到，最大的问题是安全性。”崔大祥说道。

石墨烯具有良好的导电性，因此可以在电极表面修饰并插入神经，有助于电刺激治疗老年痴呆症。此前，密歇根理工大学的研究人员将石墨烯引入到3d打印的神经组织中，开发了一种培养组织的聚合物材料，并将石墨烯用作导体。

今年1月，剑桥大学的研究人员成功地将石墨烯电极植入小鼠大脑，并将它们直接连接到神经元。经过研究人员的实验，发现石墨烯制成的电极可以安全地与脑神经元相连，这些神经元可以正常地向外界传递电波信号和脑电波信号，使外界能够更清楚地了解大脑活动，修复感知功能。

将来，这项技术可以用来修复截肢、瘫痪甚至帕金森病患者的感觉功能，帮助他们更好地康复。例如，机器人手臂可以用来接收脑电波信号和执行抓取动作。

无论是药物输送还是肿瘤治疗，这些体内疗法的应用仍处于实验水平。石墨烯在体内治疗的安全性一直是这项研究的最大风险。一旦它不能从体内排出，它将进入肝脏和肺部，这将刺激细胞并引起病变。

“体外测试将是第一个应用。由于安全问题，除了电极之外，其他载体在体内的使用可能越来越少。如果不能证明它在体内降解或排泄，它肯定会死亡。”崔大祥坦率地说道。