石墨烯/無機納米粒子復合材料的制備及其在生物醫學領域的應用

魏鳳遠, 吳惠霞

(上海師范大學 化學與材料科學學院,上海 200234)

0 引 言

石墨烯是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成的六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料.由于這種結構,石墨烯得以具有優異的光電性能和機械性能、高的比表面積、良好的化學穩定性以及獨特的平面結構等諸多優點.為了更好地利用石墨烯的這些特性,研究者采用了多種方法制備石墨烯.隨著低成本可化學修飾石墨烯的出現,人們可以更好地利用其特性制備出不同功能的石墨烯基復合材料.石墨烯基復合材料引起了人們越來越多的關注,石墨烯/無機納米粒子復合材料是石墨烯基復合材料應用領域中的重要研究方向,其在電子器件、生物材料、傳感材料和催化劑等領域展現出了優良性能,具有廣闊的應用前景[1].石墨烯/無機納米粒子復合材料的結構特別具有吸引力,無機納米粒子的存在可以使石墨烯片層間距增加到幾個納米,從而大大減小石墨烯片層之間的相互作用,使單層石墨烯的性質得以保留.另一方面,石墨烯/無機納米粒子復合材料可以保持石墨烯和無機納米粒子的固有特性,并且可以產生新的協同效應使其具有了廣泛的生物應用價值[2].本文作者主要介紹了石墨烯/無機納米粒子復合材料的制備方法及其在生物醫學領域的應用.

1 石墨烯/無機納米粒子復合材料的制備方法

無機納米粒子的插入可減小石墨烯片層間的相互作用,而石墨烯與特定納米粒子相結合,使該類復合材料在催化劑、生物傳感和組織工程等領域具有廣泛的應用前景.目前研究的無機納米粒子主要包括金屬納米粒子:Au[3],Ag[4],Pd[5],Pt[6],Ni[7-8],Cu[9];金屬氧化物納米粒子:TiO2[10],ZnO[11-12],SnO2[13],MnOx[14],Fe3O4[15],CuO[16];硫化物納米粒子:CdS[17],CoS[18];含稀土元素納米粒子:Y[19],La[20-21],Ce[22],Sm[23],Eu[24],Gd[25]等.

目前制備石墨烯/無機納米粒子復合材料的方法主要有化學還原法、水熱法、電化學沉積法和溶膠-凝膠法.

1.1 化學還原法

化學還原法是目前制備石墨烯基金屬納米材料較常用的方法.使用乙二醇、檸檬酸鈉和硼氫化鈉等化學試劑還原金屬鹽(如HAuCl4,AgNO3和K2PtCl4).利用該方法制備還原氧化石墨烯(RGO)-金屬納米粒子復合材料,可以保持石墨烯優異的電學性能.此外,通過控制氧化石墨烯(GO)和RGO表面含氧基團的密度,可以很容易地調整復合材料上形成的納米顆粒的密度.

例如,CHEN等[26]以硼氫化鉀為還原劑,采用原位化學還原GO和Cu2+的混合物,制備了一種新型石墨烯-銅納米復合材料.將其與石蠟油混合,填充在熔融毛細管的一端,制備用于檢測碳水化合物的微盤電極.

1.2 水熱法

圖1 將銳鈦礦型TiO2與RGO結合形成RGO/TiO2納米復合材料的示意圖

水熱法是一種可在高溫固定體積下產生高壓從而制備無機納米復合材料的簡單方法.水熱法也常用于制備結晶度高、粒徑分布窄的無機納米顆粒.此外,這種方法可以在石墨烯上形成納米顆粒,無需經過退火和煅燒.石墨烯/金屬氧化物納米顆粒復合材料(如ZnO,TiO2,Fe3O4,SnO2等)是迄今為止使用水熱法合成的最常見的雜化材料.具體而言,金屬氧化物納米顆粒可以為石墨烯/金屬氧化物納米顆粒提供許多優點,例如更高的電容,這取決于納米顆粒的結構、尺寸和結晶度,同時抑制石墨烯的團聚和重堆積.

例如,GU等[27]采用一步溶劑熱法合成了RGO負載的銳鈦礦型TiO2納米片,如圖1所示.在溶劑熱步驟中,GO被還原為RGO,隨后,在RGO納米片的表面原位生長銳鈦礦TiO2.與純TiO2相比,RGO/TiO2雜化納米復合材料通過界面相互作用將TiO2有效的光誘導電子轉移到RGO受體,提高了光活性.誘捕試驗表明,約22%(摩爾分數)染料分子的氧化通過與羥自由基(·OH)的反應進行,其余78%(摩爾分數)通過與孔的直接相互作用發生.TiO2晶體中的空穴是RGO/TiO2復合物光催化性能增強的主要原因.

PERERA等[28]采用堿性水熱法制備了TiO2納米管/還原氧化石墨烯復合材料(RGO-TNT).這是通過使用市售的TiO2納米粒子修飾GO層,然后進行水熱合成來實現的,在RGO表面上將TiO2納米粒子轉化為小直徑(9 nm)的TiO2納米管(TNT).復合材料中RGO與TNT的比例對光催化活性有顯著影響.RGO-TNT復合材料中RGO含量越高,光催化活性越低.含10%(質量分數)RGO的復合材料表現出最高的光催化活性,其光催化效率比純TNT提高了3倍.

1.3 電化學沉積法

電化學沉積是一種簡單、快速、綠色的技術,可用于形成石墨烯-納米顆粒復合材料,同時防止合成材料的污染.此外,它成本低,易于微型化和自動化,并且具有高度的穩定性和可重復性.因此,利用電化學沉積,通過簡單地改變電化學沉積條件,可以精確地控制沉積的納米粒子的大小和形狀.在典型的電化學沉積實驗中,有3個步驟:1) 將石墨烯片組裝到電極上;2) 將石墨烯涂層電極浸入含有金屬前體的電解溶液中;3) 施加電位.

POPESCU等[29]首次報道了化學鍍鎳在單層石墨烯上形成歐姆接觸的可能性.為了減小石墨烯的接觸電阻,他們使用了一個統計模型來提高金屬純度和表面粗糙度,通過控制鎳浴參數(pH值和溫度)來控制沉積膜的覆蓋率.

WU等[30]在循環伏安法、塔菲爾圖和計時電流法的基礎上,系統研究了Cu在RGO電極上電化學沉積的成核機理.實驗結果表明,通過電解液濃度、沉積電位、溶液pH值、背景電解液的存在等實驗參數可以確定成核機理.他們還利用掃描電子顯微鏡(SEM)研究了銅在RGO電極上的成核和生長.

1.4 溶膠-凝膠法

溶膠-凝膠法是制備金屬氧化物結構材料和薄膜涂層材料非常有效的一種方法,其以金屬醇鹽或金屬氯化物作為前驅體進行一系列的水解和縮聚反應.此方法已成功制備石墨烯/TiO2,SnO2,SiO2納米復合材料.

LI等[31]報道了一個使用環氧化物引發凝膠化的方法合成石墨烯/SnO2干凝膠雜化材料.合成的雜化材料(質量分數為19%的石墨烯/SnO2干凝膠)作為陽極材料,具有高的比容量、穩定的循環性和良好的電化學性能.

LI等[10]開發了一種簡單的溶膠-凝膠法,基于精確的分離和調控納米顆粒的成核、生長、錨定和結晶以及GO的還原,能夠在石墨烯上生成超分散的TiO2納米粒子,具有良好的可控性.所得雜化材料具有超分散的銳鈦礦納米粒子(5 nm)、超薄的厚度(≤3層)、高的比表面積(229 m2·g-1),它的高比熱容量是機械混合復合材料的2倍,展示了很好的應用潛力.

2 石墨烯/無機納米粒子復合材料在生物醫學領域的應用

研究表明,石墨烯因其非凡的性能而在生物醫學領域具有巨大的潛力[2].最初的嘗試集中在使用懸浮石墨烯進行藥物輸送和生物成像方面,而最近的工作證明了石墨烯/無機納米粒子復合材料在組織工程、生物傳感方面也具有很好的應用前景.石墨烯/無機納米粒子復合材料在生物醫學中的應用主要有以下幾個方面.

2.1 生物成像

理解復雜的生物系統需要了解活細胞中的各個組成部分,它們是如何形成的,如何組織的,如何相互作用的,以及如何組合以提供結構和功能的.對活細胞、組織和整個生物體內的這些不同過程進行可視化和評估,無疑需要發展先進的生物成像技術.除了更好地了解正常的生物過程是如何發生的,生物成像甚至可以監測由癌癥和疾病引起的異常過程,顯示了其在醫學上的重要性.在最基本的層面上,生物成像包含了使用專門的成像探針在活細胞或動物中實現可視化生物過程的技術.然而,由于臨床應用受到靈敏度、特異性和靶向性差的限制,需要不斷開發更先進的生物成像探針技術和成像方式.為此,石墨烯/無機納米粒子復合材料顯示出作為下一代成像探針的巨大前景.

BI等[32]提出了一種簡便的方法,將超微粒ZnFe2O4納米粒子和上轉換發光納米顆粒(UCNP)固定在GO納米片上(GO/ZnFe2O4/UCNPS,簡稱GZUC),然后修飾聚乙二醇(PEG),制得GZUC-PEG,如圖2所示.為了解決穿透問題,他們引入Tm3+摻雜的UCNP,將高穿透近紅外光轉換成紫外/可見(UV/VIS)光子來激活光動力學過程.在該系統中,通過近紅外激光照射實現了GO和ZnFe2O4的雙重光療.結合基于Fenton反應的光動力療法(PDT),ZnFe2O4納米粒子與腫瘤微環境中過量的H2O2反應產生毒性羥自由基(·OH),達到了優異的抗癌效果.此外,由于其固有的特性,還獲得了包括上轉換發光、計算機斷層成像、磁共振成像(MRI)和光聲斷層成像在內的四模式成像,從而成功地實現了診斷性治療.

圖2 PEG修飾的GZUC(GZUC-PEG)合成示意圖和相關表征數據.(a)GZUC-PEG合成的示意圖;(b)GZUC的X射線衍射(XRD)圖以及ZnFe2O4和NaGdF4的標準卡片;(c)GO納米片的原子力顯微鏡(AFM)圖像;(d)GO納米片沿兩條藍線的高度輪廓圖;(e)透射電子顯微鏡(TEM)圖;(f)GO/ZnFe2O4和(g)GZUC-PEG的TEM圖

ZHAO等[33]在GO-3D超分子結構中引入各向異性等離子體納米顆粒作為插層,可以提供共價結合位點,同時賦予GO從紫外到近紅外的可調諧光學性質.精確設計質粒的特定雙位點突變有利于提供有組織的共組裝,而不是隨機的GO網絡,這有助于提供用于追蹤癌細胞的連續可分辨增強拉曼成像.亞微米3D超分子共組裝體通過滲透到細胞核,展現了對癌細胞較好的細胞核治療潛力.

LIU等[34]利用超聲觸發界面組裝技術制備磁性Janus兩親性納米顆粒(MJANPs),用于癌癥治療.其中,生物相容性十八胺用作分子連接劑,介導疏水性和親水性納米粒子在油水界面上的相互作用.所獲得的嵌合體Fe3O4納米顆粒-氧化石墨烯(CCIO -GO)MJANPs具有優異的磁加熱效率和橫向弛豫率(T2),比商用超順磁性氧化鐵分別高64倍和4倍.該方法適用于各種尺寸的納米顆粒(5～100 nm)、形貌(球體、環、盤和棒)和成分(金屬氧化物、貴金屬和半導體化合物等).他們利用荷瘤小鼠模型的體內治療應用進一步證明了這些MJANPs在高分辨率多模態成像和高效癌癥治療中的有效性.

ZHANG等[35]采用可控Pt種子介導的方法制備GO/Au納米顆粒(AuNP)雜化體,并在葉酸(FA)共價結合后制備GO/AuNP/FA雜化體.利用這類雜化物實現了葉酸受體(FR)陽性HeLa細胞的選擇性標記和拉曼成像.在該系統中,FA作為靶向劑,AuNPs作為表面增強拉曼散射基材,GO既支撐修飾了FA的Au納米粒子,又具有拉曼探針的作用.他們的這項研究進一步擴展了GO作為多功能平臺在生物成像和其他生物醫學過程中的應用.

本課題組[36]在聚乙二醇(PEG)存在下,采用溶劑熱法,將BaGdF5納米粒子牢固地原位生長在GO納米片的表面上,形成GO/BaGdF5/PEG納米復合材料.所得到的GO/BaGdF5/PEG顯示出低細胞毒性、T1加權磁共振(MR)(T1為縱向弛豫)對比效應和比碘海醇更好的X射線衰減特性,這使得體內腫瘤模型的有效雙模態MR和X射線計算機斷層掃描(CT)成像成為可能.GO/BaGdF5/PEG增強的近紅外吸收、良好的光熱穩定性和有效的腫瘤被動靶向性,使其在體內經靜脈注射GO/BaGdF5/PEG和808 nm激光照射(0.5 W·cm-2)后獲得高效的腫瘤光熱消融.組織學和生化分析數據顯示,GO/BaGdF5/PEG在小鼠治療后沒有明顯的毒性.這些結果表明GO/BaGdF5/PEG在腫瘤的MR/CT雙重成像和光熱治療中具有潛在的應用價值,如圖3所示.

圖3 使用GO/BaGdF5/PEG納米復合材料進行MR/CT成像和近紅外光熱治療的示意圖

本課題組[37]采用溶劑熱法在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)存在下,在GO上直接沉積Bi2Se3納米粒子.所得到的GO/Bi2Se3/PVP納米復合材料顯示出低的體外細胞毒性、可忽略的溶血活性和很小的體內毒性.GO/Bi2Se3/PVP納米復合材料可以作為一種高效的雙模式對比劑同時增強CT成像和光聲成像.該納米復合材料在808 nm激光照射下對腫瘤細胞具有顯著的光熱損傷作用.在瘤內或靜脈注射納米復合物,用808 nm激光照射后,成功地實現了腫瘤的不可逆光熱消融.所有的研究結果都表明,GO/Bi2Se3/PVP納米復合材料有望成為一種有效的腫瘤治療應用的納米平臺.

2.2 生物傳感

石墨烯/無機納米粒子復合材料特別適合于生物傳感應用.石墨烯具有許多獨特且有利的物理化學性質,包括高的比表面積、優異的電學性質、高的機械強度、有利的光學性質(例如透明且能熄滅熒光),并且相對容易功能化和大規模生產.因此,研究者們在利用這種材料開發生物傳感器方面投入了大量的精力.此外,由于納米粒子可以為這類應用提供極高的靈敏度,石墨烯/無機納米粒子復合材料也應用到了生物傳感領域.由于納米顆粒的直徑(例如1～100 nm),這些納米材料可以顯示出獨特的物理和化學特性(例如量子尺寸效應、表面效應和宏觀量子隧道效應).因此,納米顆粒可以通過放大獲得的信號以及增加分析物結合的可用表面積來增強可實現的靈敏度.石墨烯與納米顆粒的結合可以增加可用于分析物結合的表面積,并提高其導電性和電子遷移率,從而提高檢測的靈敏度和選擇性.

例如,ZENG等[38]合成了納米氧化石墨烯(NGO)包覆的銀納米顆粒(Ag@NGO),它被用作高效表面增強拉曼散射(SERS)襯底,具有不含表面活性劑的表面以及GO外殼具有惰性保護作用的優點.Ag@NGO納米顆粒具有良好的SERS傳感能力,可作為生物相容性納米探針用于細胞內生物傳感.阿霉素(DOX,一種典型的抗癌藥物)與GO之間的π-π相互作用也促進了DOX被負載到Ag@NGO納米粒子上.因此,Ag@NGO作為一個集SERS生物傳感和藥物傳遞功能于一體的治療平臺具有巨大的潛力.

YU等[39]開發了一種靈敏的電化學生物傳感器用于內毒素檢測.內毒素是來源于革蘭氏陰性菌外膜的一種高毒性刺激物.肽首先被設計為內毒素的特異性識別元件.然后利用GO和DNA修飾的金納米粒子來增強電化學信號,如圖4所示.該方法分析性能優良,檢測限低至0.001 eu·mL-1,已成功應用于復雜生物樣品中的內毒素檢測,具有潛在的應用價值.

圖4 用于檢測內毒素的電化學生物傳感器圖解

2.3 藥物和基因的傳遞

將小分子藥物和生物大分子(如蛋白質、肽、基因)輸送到特定組織是醫學的一個基本途徑.與傳統的口服或靜脈注射方法相比,最近醫學界在提高生物利用度,實現靶向給藥,更有效地負載藥物/生物分子以及保護藥物/生物分子不受酶降解方面作出了重大努力.基于納米材料的給藥平臺使藥物給藥系統發生了革命性的變化,在有效給藥和成像角度都帶來了好處.自2004年發現石墨烯以來,由于石墨烯具有高比表面積和獨特的復合物形成方式,包括π-π堆積、靜電相互作用和疏水相互作用,人們對石墨烯納米材料用于藥物/基因的傳輸越來越感興趣[40].石墨烯/無機納米粒子復合材料已經被應用于提高其在體外癌細胞檢測和體內化療中的實用性.

圖5 用于控制藥物輸送和光熱化學療法的CuS·DOX/GO納米復合材料的制造示意圖

例如,HAN等[41]構建了一種新型的核-殼納米結構、空心硫化銅(CuS)納米微球、DOX/GO的納米復合材料CuS·DOX/GO,用于控制藥物的釋放和提高光熱化療效果,如圖5所示.CuS·DOX/GO納米復合材料是通過使用雙光熱劑來配置的,其中,空心CuS納米顆粒作為DOX的遞送載體,聚乙二醇化氧化石墨烯(GO/PEG)納米片外殼防止藥物泄漏.DOX可以有效地裝載到中空的CuS納米顆粒上,隨后DOX以pH和近紅外光依賴的方式從CuS·DOX/GO納米復合材料中釋放.此外,兩種光熱劑的結合明顯改善了系統的光熱性能.最終,基于該系統光療和化療的結合取得了更高的HeLa細胞殺傷效應.

ZHANG等[42]通過將GO與聚(N-異丙基丙烯酰胺)(PNIPAM)基質混合,制備了具有多刺激性能的光熱納米凝膠.在GO片之間插入單體,然后原位聚合以促進GO在乳化PNIPAM納米滴內的剝離,然后使用含二硫化物的交聯劑固定.與天然GO相比,所得納米凝膠具有顯著的膠體穩定性和生物相容性.在模擬酸性/可還原性實體瘤和細胞內微環境的條件下,能有效地包裹抗癌藥物并加速其釋放.通過遠程光熱處理可以進一步增強藥物的傳遞.局部光熱效應在腫瘤組織或癌細胞內進行協同抗癌治療.

WANG等[43]提出了一個可行的方法來制備多功能復合薄膜,將納米尺度的填料引入聚合物基質.特別地,由于異佛爾酮二異氰酸酯(IPDI)作為偶聯劑,GO表面上的羥基、羧基和銀包覆的氧化鋅(ZnO)納米顆粒(Ag/ZnO)表面上的羥基被共價接枝,形成GO-IPDI- Ag/ZnO(AgO).將制備的AgO引入羥丙基纖維素(HPC)基體中,通過溶液共混形成AgO@HPC納米復合膜.AgO@HPC納米復合薄膜具有良好的機械性能、抗紫外性能和抗菌性能.體內實驗結果表明,AgO@HPC釋放的Ag+和Zn2+刺激機體免疫功能產生大量白細胞和中性粒細胞,從而產生協同抗菌作用,加速創面愈合.這種新型AgO@HP納米復合膜具有良好的機械性能、抗紫外線性能和抗菌性能,有望成為抗菌包裝、生物創面敷料等的候選材料.此外,局部給藥減少了改變機體免疫系統和器官毒性的可能性,大大增加了安全性.

本課題組[44]通過乙炔丙酸錳(Ⅱ)和乙酰丙酮鐵(Ⅲ)在三乙二醇中的熱分解,在GO上沉積了超順磁性錳鐵氧體(MnFe2O4)納米顆粒.所得到的GO/MnFe2O4納米雜化物表現出良好的生物相容性.體內外MRI實驗表明,GO/MnFe2O4納米雜化材料可以作為一種有效的T2對比劑.GO/MnFe2O4納米雜化材料在近紅外區域具有很強的光吸收和良好的光熱穩定性,從而實現了對癌細胞的高效光熱消融.GO/MnFe2O4納米雜化物可通過π-π共軛效應進一步負載DOX進行化療.GO/MnFe2O4中DOX的釋放受pH值的影響很大,近紅外激光也可以觸發DOX的釋放.在近紅外光照射下,GO/MnFe2O4/DOX復合材料增強了對腫瘤細胞的殺傷作用,表明該納米復合材料可以同時進行DOX化療和光熱治療,具有協同效應.

本課題組[45]在存在PEG的高溫三甘醇介質中原位生長MnWO4納米顆粒到GO表面上,開發了一種基于GO和MnWO4的多功能診療納米平臺,如圖6所示.與GO和MnWO4/PEG相比,制備的GO/MnWO4/PEG納米復合材料的近紅外吸光度顯著提高,光熱轉換能力增強,光聲成像性能良好.值得注意的是,GO/MnWO4/PEG的T1明顯高于普通的錳(Ⅱ)基T1試劑.體內磁共振和光聲成像(PAI)顯示GO/MnWO4/PEG可以作為一種有效的雙模式造影劑引導腫瘤的治療.GO/MnWO4/PEG在非共價力作用下對抗癌藥物鹽酸DOX具有很高的載藥量,且在較低的pH值和外界近紅外光照射下可觸發藥物釋放.在靜脈注射GO/MnWO4/PEG/DOX后,對異種移植瘤4T1模型進行了有效的光熱聯合化療,取得了良好的療效,且體內治療未見明顯毒副作用.

圖6 用于磁共振成像和光聲成像(MRI/PAI)和光熱化學療法的GO/MnWO4/PEG納米復合材料的示意圖

2.4 組織工程

石墨烯/無機納米粒子復合材料已經被廣泛應用于無骨植入物或支架的復合材料中,以提高骨組織修復和再生的繁殖率,因為它們可以增強細胞的黏附、增殖和成骨細胞的分化.

例如,SUMATHRA等[46]報道了順鉑(CDDP)負載的GO/羥基磷灰石(HAP)/殼聚糖(CS)復合物(GO/HAP/CS-3/CDDP),以增強成骨細胞的生長,并防止骨肉瘤細胞的發育.GO/HAP/CS-3/CDDP復合材料具有花狀形態,其中的CDDP能夠被可控釋放.與GO/HAP/CS-3相比,GO/HAP/CS-3/CDDP納米復合材料使MG63成骨樣細胞顯示出更高的生存能力,而對A549癌細胞具有更高的細胞毒性.合成的復合物對成骨細胞樣細胞的堿性磷酸酶活性顯示出增強的增殖、黏附和骨誘導作用.研究結果表明,負載CDDP的GO/HAP/CS-3納米復合材料作為骨組織替代物在骨癌治療中具有廣闊的應用前景.

YAN等[47]將Fe3O4/GO納米復合材料摻入α-磷酸三鈣/硫酸鈣(α-TCP/CS)雙相骨水泥中,制備了可注射的磁性骨水泥(α-TCP/CS/Fe3O4/GO,簡稱αCFG),αCFG可應用于骨腫瘤微創手術.通過改變Fe3O4/GO納米復合材料的含量和磁場參數,可以很好地調節αCFG骨水泥的磁熱性能.經檢測,10%(質量分數)Fe3O4/GO(αC-10FG)的骨水泥是最穩定的,具有優異的磁熱性能.αCFG骨水泥不僅能促進骨再生,而且能增強腫瘤的治療效果.這種多功能骨水泥有望為腫瘤性骨破壞的微創治療提供一種有前途的臨床策略.

3 總結與展望

石墨烯是一種迷人的材料,在過去的十多年里,它引起了科學界越來越多的興趣.由于石墨烯的特殊性質和良好生物相容性,它在生物醫學領域也具有廣泛的應用前景.在過去的幾年中,人們不斷探索和研制基于石墨烯的新材料,導致了石墨烯-納米顆粒雜化結構的出現.這種結構將納米材料/納米技術的優點與石墨烯的特性結合起來,產生協同效應.

盡管石墨烯/無機納米粒子復合材料的未來前景非常光明,但以低成本和高產量的方式合成具有可控尺寸、形狀和缺陷的石墨烯及其衍生物的能力,以及控制各種結合納米顆粒的尺寸、組成、形態和結晶度的能力,仍然是制約石墨烯/無機納米粒子復合材料發展的關鍵問題.此外,雖然在實現對組裝在石墨烯及其衍生物上的納米顆粒的密度和特定排列的精確度控制方面取得了較好的研究進展,但是,還需要進行大量研究來評估這種材料在體內的毒性和生物分布,以及納米復合材料的靶向性,以提高治療效果和減少體內毒性.總之,石墨烯/無機納米粒子復合材料仍處于起步階段,在實現其最大潛力之前,必須解決一些具有挑戰性的問題.隨著科學研究的深入,石墨烯/無機納米粒子復合材料在生物醫學領域中的應用將更為廣泛,而這類復合材料的高質量和大規模制造將使其成本最小化并商業化.