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GDs在骨修复领域具有广阔应用前景2025-01-22 08:26:32

许多研究证实,GDs在骨修复领域具有广阔应用前景,但在应用于临床之前仍存在一些挑战,包括以下几个方面。首先,研究发现GDs在基质中均匀分散可以显著影响骨修复材料的性能,但这种评价大多是定性的,缺乏统一评价标准。此外,作为多孔结构骨修复材料的主要成分,GDs的层数、含量及功能改性等参数与基质多孔性之间的相互作用尚需深入研究。GDs 与基质结合的不同方式(如共价结合与非共价结合)对强化效果的影响,以及处理方法对GDs机械特性的影响,也缺乏系统性研究。

其次,GDs的优异导电性为促进骨再生提供了重要机制,但其与基质界面相互作用对复合材料导电性的影响仍需系统探讨。应研究不同基质或相同基质结合对导电性和成骨行为的影响,并在无外部电场条件下开展体内外研究,明确导电性对骨组织再生的作用机制。基于GDs的压电材料已经展现出通过电信号促进骨再生的潜力,未来需开发更多功能复合材料,如利用GDs将磁刺激或光刺激转化为电信号,进一步增强细胞成骨功能。
 
第三,在GDs促成骨活性和免疫调节的机制方面,已有研究表明其大小、形状和微结构对特定信号通路的调节具有重要影响。然而,为实现对成骨和免疫调节机制的精准调控,需进一步探讨GDs参数及不同基质复合材料的制备工艺对细胞功能的影响。同时,GDs 的潜在细胞毒性仍是应用中的关键挑战。已有研究表明,浓度、大小和形状对细胞毒性的影响显著,但需要借助细胞成像分析系统和冷冻电镜等技术深入分析这些参数对细胞损伤及信号通路的作用机制。此外,目前的动物实验主要集中在大鼠模型,缺乏山羊、犬和猴子等大型动物模型,且缺少 6 个月以上的慢性毒性研究,包括对生殖和致癌风险的评估。
 
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。