隨著科技的發(fā)展,越來越多的人造人體器官研究獲得成功。美國科學家近期在實驗室中成功培育出膀胱組織,并順利移植到7名患者體內。人造器官目前發(fā)展現(xiàn)狀如何,是不是沒有問題了?
造器官就像搞建筑
通俗地講,“制造”人造膀胱、心臟、肝臟等器官的生物學家就像建筑師,他們首先制定構建某種組織或器官的設計圖,并由生物學家按照圖紙要求制備一種特殊的骨架,這種骨架要具有降解特性、降解后對人體無害,并能提供細胞生長場所。生物學家將人體細胞“種”在骨架上,并提供合適的生長因子,讓細胞分泌出建造組織或器官所需的細胞間質,就猶如細胞在骨架上逐漸長出“墻壁”、“地板”、“天花板”,最后作為骨架的生物材料在細胞培育過程中,逐漸降解而消失,這樣,人造組織或器官的建造便大功告成。
人造器官有三種
人造器官主要有三種:機械性人造器官、半機械性半生物性人造器官、生物性人造器官。
機械性人造器官是完全用沒有生物活性的高分子材料仿造一個器官,并借助電池作為器官的動力。目前,日本科學家已利用納米技術研制出人造皮膚和血管。
半機械性半生物性人造器官將電子技術與生物技術結合起來。在德國,已經(jīng)有8位肝功能衰竭的患者接受了人造肝臟的移植,這種人造肝臟將人體活組織、人造組織、芯片和微型馬達奇妙地組合在一起。預計在今后十年內,這種仿生器官將得到廣泛應用。
生物性人造器官則是利用動物身上的細胞或組織,“制造”出一些具有生物活性的器官或組織。生物性人造器官又分為異體人造器官和自體人造器官。比如,在豬、老鼠、狗等身上培育人體器官的試驗已經(jīng)獲得成功;而自體人造器官是利用患者自身的細胞或組織來培育人體器官,比如上文中提到的人造膀胱。
前兩種人造器官和異體人造器官,移植后會讓患者產(chǎn)生排斥反應,因此科學家最終的目標是患者都能用上自體人造器官。諾貝爾獎獲得者吉爾伯特認為:“用不了50年,人類將能用生物工程的方法培育出人體的所有器官?!?
需要解決的難題
目前在“器官種植”方面還需要解決不少難題。首先,科學家對再生過程中的基礎生物學原理還理解不充分。其次,很難獲得可靠的細胞來源。第三,缺乏理想的仿生材料作為制造人造器官的支架。第四,如何讓人造器官具有生物活性是最大的難題。國家“973”組織工程學首席科學家曹誼林教授1998年曾在老鼠背上培育出人耳朵,不過,曹教授承認,現(xiàn)階段復制出的耳朵或是骨骼,只解決了組織器官的組織架構,沒有神經(jīng)和血管分布,缺乏相應的生物活性。
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