Graphen, ein einatomdickes Blatt aus Kohlenstoffatomen, die in einem zweidimensionalen Wabenraster angeordnet sind, revolutioniert den biomedizinischen Sektor aufgrund seiner außergewöhnlichen physikalischen, chemischen und elektronischen Eigenschaften. Seine einzigartige Struktur verleiht ihm hohe elektrische Leitfähigkeit, außergewöhnliche mechanische Festigkeit, große Oberfläche und exzellente Biokompatibilität, was es für eine breite Palette biomedizinischer Anwendungen äußerst attraktiv macht.

Wichtige Eigenschaften von Graphen

• Außergewöhnliche elektrische Leitfähigkeit: Ermöglicht den Einsatz in Biosensoren, Bioelektronik und neuronalen Schnittstellen.
• Hohe mechanische Festigkeit: Unterstützt langlebige Gerüste für das Gewebeengineering und die regenerative Medizin.
• Große Oberfläche: Erleichtern umfangreiche Interaktionen mit Medikamenten, Biomolekülen und Zellen für Lieferung und Detektion.
• Biokompatibilität: Geeignet für in vivo-Anwendungen nach angemessener Funktionalisierung, mit minimaler Toxizität.

Wichtige biomedizinische Anwendungen

• Arzneimittel- und Genlieferung: Die große Oberfläche von Graphen ermöglicht eine effiziente Beladung mit therapeutischen Wirkstoffen, einschließlich Antikrebsmedikamenten und genetischem Material, mit stimuli-responsiven Freisetzungsmechanismen.
• Biomedizinische Bildgebung: Graphenbasierte Materialien verbessern den Kontrast in verschiedenen Bildgebungsmodalitäten, einschließlich optischer und Fluoreszenzbildgebung.
• Biosensoren und Diagnostik: Die elektrischen und plasmonischen Eigenschaften von Graphen ermöglichen hoch sensitive Detektionsplattformen für Biomarker, Pathogene und Umweltgifte.
• Gewebeengineering: Graphen-Gerüste fördern das Zellwachstum und die Differenzierung und zeigen Versprechen in der Knochen-, Knorpel- und Nervenregeneration.
• Photothermale und photodynamische Therapie: Die Fähigkeit von Graphen, nah-infrarotes Licht zu absorbieren, ermöglicht die selektive Ablation von Krebszellen, während umliegendes Gewebe geschont wird.