石墨烯材料的抗菌活性主要包括四種機(jī)制：（1）物理穿刺或者叫做“納米刀”切割機(jī)制；（2）氧化應(yīng)激引發(fā)的細(xì)菌/膜物質(zhì)破壞；（3）包覆導(dǎo)致的跨膜運(yùn)輸阻滯和（或）細(xì)菌生長(zhǎng)阻遏；（4）通過(guò)插入和破壞細(xì)胞膜物質(zhì)造成細(xì)胞膜不穩(wěn)定。根據(jù)石墨烯材料和細(xì)菌的不同接觸狀態(tài)，上述幾種機(jī)制協(xié)同作用導(dǎo)致細(xì)胞膜的完全破壞（殺菌作用）和阻遏細(xì)菌生長(zhǎng)（抑菌作用）。

而這些抗菌機(jī)制會(huì)受到三大因素的影響：（1）石墨烯材料的結(jié)構(gòu)。按照制備方法的不同， 石墨烯結(jié)構(gòu)的三個(gè)基本結(jié)構(gòu)參數(shù)：層數(shù)、 橫向尺寸、和化學(xué)組成（碳氧比例）會(huì)在一個(gè)很大的范圍內(nèi)變化。石墨烯材料的化學(xué)性質(zhì)（表面功能團(tuán)）對(duì)以上的幾個(gè)機(jī)制有很大影響，特別是影響氧化應(yīng)激產(chǎn)生和與微生物表面分子間相互作用。控制這些參數(shù)是調(diào)控石墨烯材料抗菌活性的關(guān)鍵。 （2）生物因素（微生物）。目前石墨烯材料對(duì)代表性的革蘭氏陽(yáng)性菌和革蘭氏陰性菌相互作用的相關(guān)文獻(xiàn)顯示微生物細(xì)胞壁結(jié)構(gòu)會(huì)影響石墨烯材料的抗菌性能。另外細(xì)菌的形狀和細(xì)菌生理?xiàng)l件也會(huì)影響石墨烯材料的抗菌效果。深入了解抗菌劑對(duì)不同種類微生物的不同效果對(duì)于更好的理解抗菌機(jī)理和抗菌劑的有效應(yīng)用都至關(guān)重要。微生物的外膜結(jié)構(gòu)可能是影響其和石墨烯材料相互作用的核心。（3）非生物因素（外因）。無(wú)機(jī)和有機(jī)溶質(zhì)等非生物因素也會(huì)左右石墨烯材料的抗菌性能。作為石墨烯材料-微生物相互作用的的三方，非生物外因?qū)⑼ㄟ^(guò)以下兩個(gè)途徑產(chǎn)生影響：影響石墨烯材料的聚集行為和生物利用度，和改變微生物的行為。以離子強(qiáng)度為例，它會(huì)引起石墨烯材料的團(tuán)聚，妨礙它與微生物相互作用從而導(dǎo)致其抗菌能力降低；而添加穩(wěn)定劑有助于石墨烯材料的分散，從而提高它的抗菌效力。

文章接著分析了石墨烯材料作為抗菌劑在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域可能出現(xiàn)的四個(gè)主要形態(tài)：膠狀分散體、表面涂層、光熱治療材料，和可控緩釋平臺(tái)。然后，從傳統(tǒng)碳材料（活性炭）的臨床應(yīng)用出發(fā)，評(píng)估了石墨烯材料在創(chuàng)傷敷料、抗感染涂層、納米抗生素三個(gè)臨床應(yīng)用領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀和應(yīng)用前景。最后提出了石墨烯材料在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域下一步的重點(diǎn)研究方向。

目前臨床中已經(jīng)實(shí)現(xiàn)廣泛應(yīng)用的常規(guī)碳材料可以做為石墨烯材料有益的參考。從常規(guī)碳材料的生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用出發(fā)，作者提出了下階段針對(duì)石墨烯材料研究的幾個(gè)重點(diǎn)方向：（1） 解決目前研究中存在的分歧。比如氧化石墨烯是否真得能促進(jìn)細(xì)菌生長(zhǎng)和誘發(fā)生物膜的形成？（2）填補(bǔ)關(guān)鍵的知識(shí)空白。石墨烯對(duì)不同種類微生物的抗菌活性有什么不同？（3）深入納米材料的生物毒性研究。

目前對(duì)石墨烯材料的抗菌活性的研究還集中在基礎(chǔ)研究。而對(duì)各種生物相關(guān)影響因素（比如微生物的種類及其生理的改變）的了解最為缺失。很多研究集中在金屬納米銀顆粒和石墨烯的復(fù)合材料，作者提出將石墨烯和常規(guī)碳材料相互結(jié)合可能是很有潛力的發(fā)展方向?？偟膩?lái)說(shuō)，石墨烯材料正得到生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域越來(lái)越多的關(guān)注。通過(guò)對(duì)石墨烯材料進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)和性能上的改進(jìn)，它們有可能在不久的將來(lái)成為有效的納米抗菌劑。