GDs的尺寸大小对其细胞毒性有重要影响2025-01-22 08:22:13
GDs的尺寸大小对其细胞毒性有重要影响。Wychowaniec等使用两种不同尺寸GO片(4.9μm和151.6nm)制备了GO纸,体外实验表明,用较小尺寸GO片制备的GO纸具有更高细胞毒性,可能是由于不同尺寸GO片与细胞之间的相互作用机制不同。较大尺寸GO片会先附着于细胞表面,然后膜内陷和伪足扩展进入细胞,而较小尺寸GO片则主要通过内吞作用进入细胞。第三,GDs的形状也会影响其细胞毒性。Wu等使用Na2S作为还原剂制备了rGO,并比较了不同还原度的GO和rGO对原发性骨髓巨噬细胞的细胞毒性。体外评估表明,rGO的细胞毒性高于GO,主要原因是形态从GO的片状变为rGO的多边形卷曲状。因此,rGO比GO更能刺激ROS产生。此外,细胞形态观察表明,GO使巨噬细胞的细胞体积增大,而rGO则使细胞体积变小,可能是因为rGO更容易在细胞质中凝结,对巨噬细胞的细胞毒性更高。
如果GDs长期存在于人体内,可能会对人体造成潜在危害。目前,生物包裹和生物降解是避免或减轻GDs引起细胞毒性的主要策略。随着植入时间推移,GDs可能会被再生骨组织包裹,从而避免或减少其向其他组织或器官的扩散。Zhou等制备了三维多孔羟基磷灰石/rGO支架,并将其用于修复大鼠6mm骨缺损。结果表明,rGO植入后6个月被再生骨组织包裹,主要是因为新骨向支架内生长导致基底开裂,GDs暴露从而加速骨再生,最终GDs被新再生骨包裹。
另外,动物的心脏、肝脏、脾脏、肾脏、肺脏和胰腺均无明显rGO沉积。上述结果可能与支架的孔径、孔隙率和GDs含量等因素有关。另一方面,GDs的生物降解主要通过特定酶的作用实现,如髓过氧化物酶和辣根过氧化物酶。这些酶与体内新陈代谢过程中产生的H2O2相互作用,H2O2在酶的催化下产生强氧化剂次氯酸和反应自由基中间体,从而裂解GDs上的羟基和环氧基,最终形成多孔石墨烯。
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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