氧化石墨烯（GO）、还原氧化石墨烯（RGO）、石墨碳氮化合物（g-C3N4）及其衍生物的石墨烯基材料（GMs）在材料学、纳米技术、生物传感器、能量存储和环境科学等多个领域得到广泛应用。但是其生物相容性、溶解性和潜在细胞毒性限制它们在生物医学和组织工程中的广泛应用。随着分子纳米技术、超分子化学和仿生科学进步，越来越多研究集中于设计和合成生物分子增强石墨烯材料（Bio-RGMs）以应对多样化应用。利用生物分子与GMs之间非共价和共价作用，形成Bio-RGMs能够表现出性能增强和协同新功能。生物分子增强的石墨烯材料（Bio-RGMs）由于将石墨烯基材料（GMs）与生物分子成分结合发挥其协同效应，已成为生物医学和组织工程应用中的多功能基质。

近日，来自青岛市黄岛区中心医院孙振刚、中山大学魏富鑫和青岛大学的魏刚教授团队进行了用于骨组织工程应用的生物分子增强石墨烯材料的设计和结构/功能调控的最新进展的相关综述。成果以“Recent Advances in the Design and Structural/Functional Regulations of Biomolecule-Reinforced Graphene Materials for Bone Tissue Engineering Applications”为题于09月26日发表在《Small Science》上。   

本文要点：

（1）本综述概述了不同Bio-RGMs的设计、合成、结构、功能调控及在骨组织工程应用中的作用。讨论了将生物分子以共价和非共价方式结合到GMs上的方法，并探讨了Bio-RGMs的结构多样性，从一维纳米纤维到二维膜和三维支架/水凝胶/气凝胶等。

（2）本综述重点介绍了电纺、自组装、冷冻干燥、3D打印和模具合成等技术在设计制造Bio-RGMs中的作用。此外，还分析了生物分子赋予Bio-RGMs的特定性能和功能，包括生物相容性、细胞毒性、抗菌性、药物递送能力和荧光性等。

（3）本综述最后展示了Bio-RGMs在骨组织工程应用中的最新进展，包括骨修复、再生、移植、药物/细胞递送及肿瘤抑制等应用，并分析Bio-RGMs在临床前应用中的潜力。本综述将加深读者对生物分子与GMs相互作用的理解，并激发对创新Bio-RGMs的开发，以用于生物医学和组织工程应用。

文章来源：

https://doi.org/10.1002/smsc.202400414 

信息来源：EngineeringForLife

氧化石墨烯：

氧化石墨烯(graphene oxide )是石墨烯的氧化物，一般用GO表示，其颜色为棕黄色，市面上常见的产品有粉末状、片状以及溶液状的。因经氧化后，其上含氧官能团增多而使性质较石墨烯更加活泼，可经由各种与含氧官能团的反应而改善本身性质。

氧化石墨烯薄片是石墨粉末经化学氧化及剥离后的产物，氧化石墨烯是单一的原子层，可以随时在横向尺寸上扩展到数十微米。因此，其结构跨越了一般化学和材料科学的典型尺度。氧化石墨烯可视为一种非传统型态的软性材料，具有聚合物、胶体、薄膜，以及两性分子的特性。氧化石墨烯长久以来被视为亲水性物质，因为其在水中具有优越的分散性，但是，相关实验结果显示，氧化石墨烯实际上具有两亲性，从石墨烯薄片边缘到中央呈现亲水至疏水的性质分布。因此，氧化石墨烯可如同界面活性剂一般存在界面，并降低界面间的能量。其亲水性被广泛认知。