石墨烯是壹種二維材料,由sp2連接的單層碳原子組成。石墨烯由碳骨架構成,不含任何重金屬元素,因此生物相容性好,毒性低。目前,石墨烯的研究和應用主要集中在傳感器、太陽能電池、海水淡化、儲氫材料制備、航空航天等領域。當然,石墨烯(壹般用氧化石墨烯)在生物醫學領域也取得了壹些不錯的成果。特別是利用氧化石墨烯進行抗菌研究的報道很多。當然,利用石墨烯治療癌癥也成為壹個熱門領域。
1.氧化石墨烯將近紅外光轉化為熱能,對癌癥進行活體加熱(光熱療法)。
石墨烯在壹定程度上可以吸收近紅外光,並且可以將吸收的光轉化為熱量,這將促進腫瘤組織的局部溫度升高,從而導致腫瘤熱死。這就是所謂的光熱療法。
2.氧化石墨烯作為藥物載體,實現腫瘤的高效化療。
常規化療藥物往往水溶性不是很好,沒有靶向性,長期服用會誤傷正常細胞,使癌細胞產生耐藥性。氧化石墨烯既有親水基團,又有疏水的sp2碳骨架,因此具有兩親性。通過π ~ π堆積,可以裝載抗癌藥物形成納米粒,然後通過被動EPR效應(腫瘤組織富集效應)使藥物主要富集在腫瘤組織中,從而降低毒副作用。此外,如果將氧化石墨烯修飾成主動靶向分子,通過主動和被動靶向相結合,可以實現特定的癌細胞殺傷能力。
當然,也可以結合氧化石墨烯的光熱治療,實現腫瘤的光熱和藥物化療協同治療,從而大大提高治療效率。此外,氧化石墨烯還可以修飾載體核酸,實現基因治療和化療的聯合治療。