近年来，MXene在生物医学领域的应用逐渐受到关注，尤其是在癌症诊断和治疗方面。然而，MXene的稳定性、药物控释以及生物可降解性等问题仍是当前研究面临的挑战。
近日，来自美国休斯顿大学的Alamgir Karim/Maninderjeet Singh/Ahmed A. Elzatahry等人
综述了MXene的合成方法、表面改性及其在生物医学中的应用进展，特别关注了非MAX相合成方法和MXene基复合材料在癌症治疗中的潜力，重点总结了MXene在癌症治疗中的应用，如光热治疗（PTT）和光动力治疗（PDT），并讨论了其机制、优势和局限性（图1）。
相关综述论文以
“MXene-Integrated Composites for Biomedical Applications: Synthesis, Cancer Diagnosis, and Emerging Frontiers”
为题于2025年2月17日发表在
《Small Science》
上。
图1 代表MXENE合成方法以及在PDT和PTT癌症疗法中的应用
1.MXene的合成方法、表面改性策略
MXene的合成主要通过两种方法：自上而下（Top-down）和自下而上（Bottom-up）（图2）。
图2 自上而下和自下而上的合成方法
Top-down方法：通过化学蚀刻MAX相前驱体来制备MXene。常用的蚀刻剂包括氢氟酸（HF）和双氟化物（如NH
4
HF
2
）。这种方法的优点是可以直接从块体材料中剥离出MXene，但需要高温且存在安全问题。
Bottom-up方法：通过化学气相沉积（CVD）或物理气相沉积（PVD）等技术直接合成MXene（图3）。这种方法可以避免使用HF等危险化学品，且能够精确控制MXene的结构和表面终止基团。
图3 通过自下而上的技术生产的MXenes
2.表面修饰和功能化
MXenes的表面修饰在增强其生物医学应用中的性质中起关键作用。这些修饰通常依赖于氢键，范德华力，静电吸附和共价附着等相互作用。作者在此部分详细描述了MXene表面改性和功能化的策略及其对MXene性能的影响。表面改性主要通过聚合物基表面化学方法和无机纳米颗粒基表面化学方法实现。此外，还介绍了通过化学气相沉积（CVD）和熔盐法等技术对MXene进行表面官能团调控，例如合成具有O、NH、S、Cl、Se、Br和Te等不同表面终止基团的MXene。这些改性策略不仅提高了MXene的生物相容性和稳定性，还为其在生物医学中的应用提供了新的可能性。
此外，MXene表面工程的主要重点还聚焦在基于聚合物的表面化学方法通过非共价接触使用特定的大分子或聚合物来修饰表面（图4）
。
图4 MXenes的生物医学应用表面化学
3.MXenes的生物医学应用
由于其独特的特性，包括高电导率，可调的表面化学和出色的生物相容性，基于MXene的材料已成为生物医学应用的有前途的2D纳米材料类。在过去的十年中，MXenes已从其最初的发现过渡到用于成像，治疗和诊断的多功能平台。图5强调了基于MXene材料在生物医学应用中的进展，从2011年发现到当今创新的进步，该时间表反映了Mxene发现如何从基本合成到多功能生物医学应用。
