石墨烯具有高比表面積、優(yōu)異的電學(xué)性能、力學(xué)性能、熱性能、光學(xué)性能，被公認(rèn)為是一種未來的“革命性材料”。近年來，材料、能源、環(huán)境、生物醫(yī)藥等領(lǐng)域的專家對石墨烯及其衍生物進(jìn)行了廣泛的研究，取得了很多有價(jià)值的成果。在生物醫(yī)藥領(lǐng)域，石墨烯及其衍生物的應(yīng)用集中在生物安全性、納米載藥體系、基因治療、生物監(jiān)測、生物成像和診斷等方向。

        石墨烯在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用：石墨烯及其衍生物的生物安全性研究

        由于制備工藝不同，石墨烯與其衍生物材料（氧化石墨烯GO等）的物理化學(xué)性質(zhì)（如尺寸大小、結(jié)構(gòu)形狀、表面化學(xué)狀態(tài)等）不盡相同，因此其與生物分子、細(xì)胞、組織和器官等相互作用方式多種多樣。目前大量研究表明石墨烯是一種生物相容性良好的碳納米材料。

        石墨烯及其衍生物的動(dòng)物毒性

        石墨烯及其衍生物的細(xì)胞毒性具有尺寸和濃度依賴性（GO的毒性還與其氧化程度相關(guān)），在一定濃度范圍內(nèi)通常表現(xiàn)為良好的生物相容性。當(dāng)石墨烯濃度超出一定限度時(shí)，則會對細(xì)胞產(chǎn)生一些不良反應(yīng)（如細(xì)胞膜損傷、細(xì)胞活性降低等）；此外石墨烯及GO還有一定的溶血活性。值得慶幸的是經(jīng)過聚乙二醇、殼聚糖、蛋白等修飾能夠有效地降低較高濃度下石墨烯材料的細(xì)胞毒性、溶血性。

        石墨烯及其衍生物的細(xì)胞毒性

        單純的石墨烯與其衍生物能在哺乳動(dòng)物肺部富集并且能夠存在較長時(shí)間，導(dǎo)致肺部水腫和肉芽腫瘤的形成，誘發(fā)肺部損傷。不過研究表明該損傷可以經(jīng)過藥物治療緩解，并且石墨烯基材料經(jīng)聚乙二醇、葡聚糖、殼聚糖等聚合物修飾可顯著降低其體內(nèi)毒性。有研究表明，生物體內(nèi)存在的辣根過氧化物酶、人髓過氧化物酶等酶分子會引發(fā)石墨烯材料的降解，很大程度上降低石墨烯材料的生物毒性尤其是長期生物毒性，使其更為安全有效地應(yīng)用于生物醫(yī)用領(lǐng)域。

        石墨烯及其衍生物的微生物毒性

        與細(xì)胞或動(dòng)物中表現(xiàn)的良好的生物相容性不同，石墨烯與微生物作用中表現(xiàn)出優(yōu)異的抗菌性能。石墨烯抗菌性可能源于其片層結(jié)構(gòu)具有較堅(jiān)硬的邊緣，刀片狀的結(jié)構(gòu)會對細(xì)菌細(xì)胞膜產(chǎn)生機(jī)械性損傷。另外Tu等人認(rèn)為石墨烯還可以直接將細(xì)胞膜上磷脂分子大規(guī)模直接抽取, 破壞細(xì)胞膜從而殺死細(xì)菌。石墨烯殺死病菌的方式與傳統(tǒng)抗生素相差較大，使用石墨烯殺菌可以減弱使用抗生素產(chǎn)生“超級細(xì)菌”的威脅。并且使用這種方式消毒的物品，在反復(fù)使用的過程中，也不會在人體殘留，這樣對人體的危害大大減輕。對于免疫功能下降的患者來說，具有重大意義。

        石墨烯及其衍生物優(yōu)良的生物相容性與抗菌性能使其在生物醫(yī)藥方面具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。經(jīng)過多年的研究，石墨烯的生物安全性研究已積累了一定的基礎(chǔ)，但由于石墨烯及其衍生物的多樣性以及生物系統(tǒng)的多樣性，在石墨烯未來的應(yīng)用研究中還需要綜合各方面因素進(jìn)行深入研究。