石墨烯材料将在医疗方面起着至关紧要的作用

     由于石墨烯具有良好的导电性，可以将其修饰在电极表面并插入神经，有助于阿尔茨海默病的电刺激治疗。此前，密歇根理工大学的研究人员将石墨烯引入3D打印神经组织，开发出一种培养组织的高分子材料，并将石墨烯用作电导体。  

   石墨烯被誉为“新材料之王”，不仅在电子产品、新能源电池、航空航天等领域备受社会关注，更被视为引发医学领域下一次医学革命的关键。近日，捷克奥罗市穆茨大学的研究团队宣布，利用石墨烯，研制出了世界上最小的金属磁体，可用于核磁共振成像、水处理、生物化学和电子学等多个领域。鉴于石墨烯具有较大的表面积、生物适应性和化学稳定性等特点，石墨烯在药物输送、癌症治疗和生物传感方面被寄予厚望。

今年1月，英国剑桥大学的研究人员成功将石墨烯电极植入小鼠大脑，并与神经元直接相连。经过实验，研究人员发现，用石墨烯材料制成的电极可以安全地与大脑神经元连接，连接后这些神经元可以正常传输电波信号，向外界传输脑电波信号，让外界更清晰明了地了解大脑活动，修复感知功能。

未来，这项技术可以用于修复截肢、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，机械臂可以用来接收脑电波信号并抓取它们。

无论是药物输送还是肿瘤治疗，这些体内治疗的应用都还停留在实验研究层面。石墨烯用于体内治疗的安全性一直是本研究的最大风险。一旦不能排出体外，就会进入肝脏和肺部，刺激细胞，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，体内应用可能会越来越少。如果不能证明它在体内降解或排泄，它肯定会死。”崔大祥坦言。  

体外检测

生物传感器是一项正在迅速发展的新技术。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。

“目前医学领域对石墨烯的研究才刚刚起步，有些还停留在理论层面，少数可以进行实验研究。只有体外检测作为传感器的功能才有望推向工业应用。”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院副院长崔大祥接受了《第一财经日报》的专访。

石墨烯和其他纳米粒子的组合作为用于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方面取得了一些突破，他们通过实验展示了呼吸检测和唾液检测的应用。

呼出气体中的肿瘤标志物或疾病标志物非常少，因此检测的灵敏度极高。石墨烯与传统常规检测相比，检测灵敏度至少可以提高三个数量级，有的甚至可以实现单分子检测。

据介绍，崔大祥团队已经研发出通过呼气检测胃癌的传感器，技术已经比较成熟。该团队将进一步研究肺癌和其他肿瘤的检测。

“经过我们的论证，呼气试验应该是继血常规、尿常规、大便常规之后的第四项常规检查。呼气更方便，无创，随时随地及时检测身体变化。”崔大祥说。

在此之前，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骨科学院王华教授团队合作，通过电化学方法将金纳米粒子和石墨烯分别沉积在针灸针表面，构建纳米针灸传感针。

据悉，这种纳米针灸传感针不仅稳定，而且对PH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用作药物输送载体、肿瘤治疗、抗菌灭菌、人工植入设备等。但不容忽视的是，体内治疗的应用还处于早期阶段，风险较高。“石墨烯医疗将首先应用于体外检测。体内治疗遥遥无期，很可能会死掉。”崔大祥并不看好体内治疗。

石墨烯可用于药物输送，这主要是由于其较大的表面积允许大量药物输送到体内特定区域。石墨烯氧化物可作为抗癌剂对抗特定癌细胞。以现在的治疗手段，可能会使肿瘤缩小，抑制癌症的发展速度，治疗后复发。

实验证明石墨烯可作为免疫剂辅助其他药物提高治疗效果。当石墨烯与肌氨酸偶联时，能刺激体内免疫细胞分泌更多的细胞因子，细胞因子能杀伤肿瘤，明显提高免疫力。然而，这项技术距离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。”崔大祥说。