由于石墨烯具有良好的導(dǎo)電性，可以將其修飾在電極表面并插入神經(jīng)，有助于阿爾茨海默病的電刺激治療。此前，密歇根理工大學(xué)的研究人員將石墨烯引入3D打印神經(jīng)組織，開發(fā)出一種培養(yǎng)組織的高分子材料，并將石墨烯用作電導(dǎo)體。  

   石墨烯被譽為“新材料之王”，不僅在電子產(chǎn)品、新能源電池、航空航天等領(lǐng)域備受社會關(guān)注，更被視為引發(fā)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域下一次醫(yī)學(xué)革命的關(guān)鍵。近日，捷克奧羅市穆茨大學(xué)的研究團(tuán)隊宣布，利用石墨烯，研制出了世界上最小的金屬磁體，可用于核磁共振成像、水處理、生物化學(xué)和電子學(xué)等多個領(lǐng)域。鑒于石墨烯具有較大的表面積、生物適應(yīng)性和化學(xué)穩(wěn)定性等特點，石墨烯在藥物輸送、癌癥治療和生物傳感方面被寄予厚望。

今年1月，英國劍橋大學(xué)的研究人員成功將石墨烯電極植入小鼠大腦，并與神經(jīng)元直接相連。經(jīng)過實驗，研究人員發(fā)現(xiàn)，用石墨烯材料制成的電極可以安全地與大腦神經(jīng)元連接，連接后這些神經(jīng)元可以正常傳輸電波信號，向外界傳輸腦電波信號，讓外界更清晰明了地了解大腦活動，修復(fù)感知功能。

未來，這項技術(shù)可以用于修復(fù)截肢、癱瘓甚至帕金森病患者的感覺功能，幫助他們更好地康復(fù)。例如，機械臂可以用來接收腦電波信號并抓取它們。

無論是藥物輸送還是腫瘤治療，這些體內(nèi)治療的應(yīng)用都還停留在實驗研究層面。石墨烯用于體內(nèi)治療的安全性一直是本研究的最大風(fēng)險。一旦不能排出體外，就會進(jìn)入肝臟和肺部，刺激細(xì)胞，引起病變。

“體外測試將是第一個應(yīng)用。由于安全問題，除了電極，體內(nèi)應(yīng)用可能會越來越少。如果不能證明它在體內(nèi)降解或排泄，它肯定會死。”崔大祥坦言。  

體外檢測

生物傳感器是一項正在迅速發(fā)展的新技術(shù)。在醫(yī)學(xué)應(yīng)用中，利用石墨烯作為傳感器進(jìn)行體外檢測是一個重要的研究和應(yīng)用方向。

“目前醫(yī)學(xué)領(lǐng)域?qū)κ┑难芯坎艅倓偲鸩剑行┻€停留在理論層面，少數(shù)可以進(jìn)行實驗研究。只有體外檢測作為傳感器的功能才有望推向工業(yè)應(yīng)用。”在青島舉行的2016中國國際石墨烯創(chuàng)新大會上，上海交通大學(xué)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究院副院長崔大祥接受了《第一財經(jīng)日報》的專訪。

石墨烯和其他納米粒子的組合作為用于體外疾病檢測的傳感器已經(jīng)被臨床實驗所證實。上海交通大學(xué)的研究團(tuán)隊在這方面取得了一些突破，他們通過實驗展示了呼吸檢測和唾液檢測的應(yīng)用。

呼出氣體中的腫瘤標(biāo)志物或疾病標(biāo)志物非常少，因此檢測的靈敏度極高。石墨烯與傳統(tǒng)常規(guī)檢測相比，檢測靈敏度至少可以提高三個數(shù)量級，有的甚至可以實現(xiàn)單分子檢測。

據(jù)介紹，崔大祥團(tuán)隊已經(jīng)研發(fā)出通過呼氣檢測胃癌的傳感器，技術(shù)已經(jīng)比較成熟。該團(tuán)隊將進(jìn)一步研究肺癌和其他腫瘤的檢測。

“經(jīng)過我們的論證，呼氣試驗應(yīng)該是繼血常規(guī)、尿常規(guī)、大便常規(guī)之后的第四項常規(guī)檢查。呼氣更方便，無創(chuàng)，隨時隨地及時檢測身體變化。”崔大祥說。

在此之前，2015年，湖北中醫(yī)藥大學(xué)納米生物傳感中心張國軍教授團(tuán)隊與針灸骨科學(xué)院王華教授團(tuán)隊合作，通過電化學(xué)方法將金納米粒子和石墨烯分別沉積在針灸針表面，構(gòu)建納米針灸傳感針。

據(jù)悉，這種納米針灸傳感針不僅穩(wěn)定，而且對PH敏感，對多巴胺等神經(jīng)遞質(zhì)具有良好的檢測靈敏度和選擇性，可用于體內(nèi)多巴胺的檢測。


體內(nèi)治療

除了體外檢測，目前的研究還涉及石墨烯用作藥物輸送載體、腫瘤治療、抗菌滅菌、人工植入設(shè)備等。但不容忽視的是，體內(nèi)治療的應(yīng)用還處于早期階段，風(fēng)險較高。“石墨烯醫(yī)療將首先應(yīng)用于體外檢測。體內(nèi)治療遙遙無期，很可能會死掉。”崔大祥并不看好體內(nèi)治療。

石墨烯可用于藥物輸送，這主要是由于其較大的表面積允許大量藥物輸送到體內(nèi)特定區(qū)域。石墨烯氧化物可作為抗癌劑對抗特定癌細(xì)胞。以現(xiàn)在的治療手段，可能會使腫瘤縮小，抑制癌癥的發(fā)展速度，治療后復(fù)發(fā)。

實驗證明石墨烯可作為免疫劑輔助其他藥物提高治療效果。當(dāng)石墨烯與肌氨酸偶聯(lián)時，能刺激體內(nèi)免疫細(xì)胞分泌更多的細(xì)胞因子，細(xì)胞因子能殺傷腫瘤，明顯提高免疫力。然而，這項技術(shù)距離應(yīng)用于人體還有很長的路要走。

“現(xiàn)在技術(shù)可以做到，最大的問題是安全。”崔大祥說。