骨修复中常用的GDs功能化方法2025-01-21 08:29:27
在室温下，石墨烯单层的电导率高达1×104S/cm，电子迁移率高达15000cm2/（V·s）。GDs可作为电极引入基质，制备的复合材料具有良好导电性，能够通过体外电刺激促进细胞的成骨活性。与传统金属电极相比，含石墨烯的复合材料具有更低阻抗和更高电荷注入能力。此外，除了GDs本身具有出色的导电性外，GDs还可以通过改变基质的相结构来增强压电生物材料的电输出性能，从而在体内生物环境中提供新骨形成所需的电刺激。Shuai等将GO引入聚偏二氟乙烯中制备复合支架，结果表明含有0.3 wt.％GO的支架表现最佳，最大输出电压（8.2 V）和电流（101.6nA）分别提高了82.2％和68.2％，主要是由于GO含氧官能团与聚偏二氟乙烯含氟基团间的氢键改善了界面结合，并提高了能量转换效率。然而，过高的GO含量会因团聚效应导致电输出能力下降。GDs的大比表面积不仅能提高细胞黏附性，还使其易于功能化后与其他活性材料结合，成为与活性物质结合的“桥梁”，改善骨修复材料性能。骨修复中常用的GDs功能化方法包括羧基化、硅烷化、羟基化、多巴胺修饰和氨基化。通过羧基改性，GDs表面带负电荷，有利于通过结合阳离子来改善复合材料的性能。
Chen等通过制备羧基氧化石墨烯与氧化锌的复合材料，发现该材料显著提高了MG-63细胞的ALP活性、细胞外基质矿化能力，并具有良好的抑菌作用。硅烷化改善了GDs的分散性，使聚合后的GDs与基质之间的黏附力更强。Paz等将硅烷化石墨烯引入聚甲基丙烯酸甲酯骨水泥，结果显示复合材料的抗压强度、抗弯强度和断裂韧性分别提高了12％、13.7％和28％，显著优化了其力学性能。
出自《石墨烯及其衍生物在骨修复中的应用及展望》作者:杜志坡,马艺展,王存阳。
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