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碳基納米材料在生物醫(yī)學(xué)、食品、化妝品、催化等領(lǐng)域表現(xiàn)出巨大的應(yīng)用前景，特別是石墨烯材料，引起了人們的密切關(guān)注。石墨烯是一種具有二維蜂窩狀結(jié)構(gòu)的新型納米材料，它具有優(yōu)異的力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)和光學(xué)性能，在生物醫(yī)藥、生物傳感器及電化學(xué)等方面具有潛在的應(yīng)用，尤其是在藥物傳遞方面，由于石墨烯具有較大的比表面積，可以通過上下表面及其邊緣負(fù)載藥物，其負(fù)載能力遠(yuǎn)勝于其它納米材料。當(dāng)石墨烯氧化成氧化石墨烯（GO）后，增加了羧基、羥基及環(huán)氧基團(tuán)等結(jié)構(gòu)，提高了氧化石墨烯在水中的分散性和易于功能化的優(yōu)勢，使氧化石墨烯更易于修飾靶向分子并增加了其在人體血液中的流動性，從而實(shí)現(xiàn)更高效更安全和靶向的藥物遞呈。生物安全性是決定石墨烯能否真正走向應(yīng)用的必備條件，但是已有的毒性實(shí)驗(yàn)研究仍無法就石墨烯潛在毒性問題給出明確的回答。

近日，中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所微納材料與技術(shù)研究中心研究人員在石墨烯生物應(yīng)用研究的基礎(chǔ)上，首次以哺乳期仔鼠為模型，系統(tǒng)研究了GO經(jīng)口服暴露后對哺乳期仔鼠生長發(fā)育的影響。之所以選擇哺乳期仔鼠作為模型，是因?yàn)榧{米材料的生殖發(fā)育毒性越來越受到人們的重視，哺乳期母嬰尤其是新生兒由于其特殊的生理階段特性，其肝臟功能、腎臟功能不完善，抵抗力差，對藥物的代謝和清除能力遠(yuǎn)低于成年人，容易產(chǎn)生藥物毒性。因此，研究氧化石墨烯對哺乳期仔鼠發(fā)育的影響對于揭示石墨烯的潛在毒性具有重要的意義。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，經(jīng)自由飲水21天后，高劑量組（0.8 mg/d）仔鼠的體重、體長以及尾長等發(fā)育指標(biāo)顯著低于對照組。組織形態(tài)學(xué)進(jìn)一步證實(shí)了高劑量組GO會引起仔鼠的生長發(fā)育遲緩。研究人員認(rèn)為，GO引起仔鼠生長發(fā)育遲緩的原因可能是哺乳期間仔鼠在長期接觸GO后導(dǎo)致小腸腸絨毛發(fā)育抑制、變短，從而阻礙了仔鼠對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收，導(dǎo)致仔鼠發(fā)育遲緩。文章為揭示石墨烯與生物體之間的相互作用關(guān)系提供了重要的依據(jù)，為氧化石墨烯進(jìn)一步的生物應(yīng)用研究奠定了毒理學(xué)基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果發(fā)表在新一期的《生物材料》（Biomaterials）上（2015, 40, 23-31）。

該研究獲得國家科技部“863”項(xiàng)目和國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的大力支持。