| 自然与人工完美相结合
生老病死是自然规律。有的人生来就缺胳膊少腿,还有一些人在意外事故(如车祸、疾病等)中失去了某个器官,更多的老年人因为器官病变而在病痛中度完余生。不少善良的科学家正在为解决人们的痛苦而努力工作着,比如美国科学家近年来在实验室中成功培育出膀胱组织,并顺利移植到7名患者体内。在不久的将来,换一个正常而健康的器官不再是科幻小说中的梦幻情节了。
“种植”膀胱英国著名医学杂志《柳叶刀》网站今年4月4日公布的一份研究报告说,美国科学家已经在实验室中成功培育出膀胱组织。研究人员首先做手术切除患者膀胱的不良组织,从中分离出肌肉和膀胱壁细胞。然后,他们将这些细胞置于实验室中膀胱形的支架上繁殖7周,使细胞数量从几万个增加到约150亿个。然后研究人员将得到的膀胱组织通过外科手术与患者原有膀胱的剩余部分缝合到一起。
通俗地讲,那些“种植”人造膀胱、心脏、肝脏等器官的生物学家就像建筑师,他们首先制定构建某种组织或器官的设计图,并按照图纸制备一种特殊的骨架,这种骨架要具有降解特性,降解后对人体无害,并能提供细胞生长场所。生物学家将人体细胞“种”在骨架上,并提供合适的生长因子,让细胞分泌出建造器官所需的细胞间质,即细胞在骨架上逐渐长出“墙壁”、“地板”、“天花板”,最后作为骨架的生物材料在细胞培育过程中,逐渐降解而消失,这样,人造的组织或器官的建造便大功告成。
人造器官有三种现在的人造器官主要有三种:机械性人造器官、半机械性半生物性人造器官、生物性人造器官。
机械性人造器官是完全用没有生物活性的高分子材料仿造一个器官,并借助电池作为器官的动力。目前,研究人员已经利用纳米技术研制出人造皮肤和血管。
半机械性半生物性人造器官将电子技术与生物技术结合起来。在德国,已经有8位肝功能衰竭的患者接受了人造肝脏的移植,这种由匹兹堡大学开发出的人造肝脏,它将人体活组织、人造组织、芯片和微型马达奇妙地组合在一起,既非传统的人体器官,也非纯粹的机器。
生物性人造器官则利用动物身上的细胞或组织,“制造”出一些具有生物活性的器官或组织。生物性人造器官又分为异体人造器官和自体人造器官。比如,在猪、老鼠、狗等身上培育人体器官的试验已经获得成功;而自体人造器官是利用患者自身的细胞或组织来培育人体器官,比如前面提到的人造膀胱就属于自体人造器官。
前两种人造器官和异体人造器官一样,移植后让患者会产生排斥作用,所以这三种方法都不是长久之计,人造器官研究最终的目标是患者都能用上自体人造器官。
50年内培育出所有人体器官
自体人造器官的研究虽然仅有十多年的历史,由于其重大的科学意义、巨大的临床应用前景,世界各国科学家、企业家、政府都十分重视这个领域的研究。目前,科学家们对数十种自体人造器官进行着深入的研究,有些已经取得了突破性的进展。由于自身人造器官的研究发展得很快,美国生物学家诺贝尔奖获得者吉尔伯特认为,“用不了50年,人类将能够用生物工程的方法培育出人体的所有器官”。 |