石墨烯氧化物用於骨科材料的先期研究_生醫 (#47*) *規劃中

2015-6-28

我簡單計算了我所謂志陽科技有超過 100種以上的石墨烯材料組合，其中包括粉體、懸浮液、石墨烯氧化物、還原氧化石墨烯及量子點等五種型態。而粉體基本上有一到五代，若把層數 (單層、少層及多層)、橫向尺度 (20 ~ 200微米)，還不算導電油墨或透明導電漿等二級加工材料 ( 5*5*3*2 = 150)，更重要的是已經完成設備大量生產的能力。這也是我為何可以很短時間就做出哪么多成果，再加上我透過「虛擬團隊」的方式提供客制化石墨烯給中國各地的課題組進行開發，所以才能遍地開花很快地整合這些科研能量。下篇再來說明我為何可以做出 200種以上的應用技術。

這篇談到生醫類應用技術的骨科材料。設計出符合健康骨頭特性的生物材料是最大的挑戰，其中生物兼容性、化學成份、多孔性、降解率 (degradation)及機械穩定度都是生物材料成功與否的關鍵。對於無法自行痊癒的骨折，傳統上醫生會由身體其他部位摘取健康的骨頭進行移植，這種作法不僅損害原本健康的部位，還會為病人帶來疼痛，能摘取的骨頭也有限。骨頭是由多孔的羥磷石灰 (hydroxyapatite)及膠原 (collagen)所形成，由於後者極昂貴，研究人員捨棄直接複製天然骨頭的想法，轉而嘗試人造的明膠 (gelatin)作為替代品。Nair等人最近研究了石墨烯氧化物奈米片對骨骼的影響，以了解它們是否能強化用於骨骼移植的羥磷石灰/明膠奈米複合物。石墨烯氧化物具有有利於細胞健康的化學性質，同時保有石墨烯傑出的機械特性。

nn當骨頭癒合時，幹細胞會分化成骨細胞 (osteoblast)並修補破損處。不過幹細胞由患部附近遷徙來需要花時間，而年長者還有幹細胞數量較少的聞題。印度團隊培育了能分化成各種組織的間充質細胞 (mesenchymal cell)，並監測它們在骨頭內的分化情形。結果發現石墨烯氧化物奈米片大幅促進幹細胞的多樣化，似乎能助長其分化成骨骼組織細胞。約六成的石墨烯氧化在八周內脫離複合物框架，其濃度已接近毒性極限。項目後期將此石墨烯氧化物強化複合物移植入活動物體內，以測試其毒性，並研究骨頭的質量及降解的速度。先掛個號準備，就等待適合的時間就可以啟動了。

Ref.: Nanotechnology 26, 161001 (2015)

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