开辟供应人体器官的新途径(1)
在第八届国际组织工程协会年会上，专家们描绘了一幅“人体零件梦工厂”的远景。专家认为，随着基因和克隆技术的进展和人造器官进入商业化轨道，打造人体零件梦工厂不再是梦想，人体器官更换新时代的序幕已经拉开。
人体器官全球需求巨大，美国人体器官研究中心的调查报告指出，全世界每年有约10万人在等待器官移植期间死去，另外还有150万人甚至连排队等候器官的资格都没有得到便离开了人世。显然，无论从道义上或从医学的角度出发，发展人体器官制造并将这项事业推向商业化刻不容缓。报告预计，全球人体器官的潜在市场极其可观，到2020年将高达5000亿美元。
异种器官移植与干细胞再生
觅求人体器官，遗传工程学提供了一种很有前途的新方法，科学家正试图研发出一种介于人与动物之间的基因型。如果能够成功，将来就可以比较容易地从带有人的基因的动物身上获取器官。
这方面最理想的动物是猪。猪与人的器官大小差不多，而且移植猪的器官也不存在道德和伦理问题。目前，几个国家的科学家正在开展研究，希望通过改变猪的遗传基因，使猪的器官可以直接移植到人的体内。日前，这项研究取得了重大突破。英国PPL医疗公司宣布首次成功培育出五只转基因小猪，可以向人体提供移植所需的器官，而且引发的排异反应较小。
然而这项成果却遭到了法国科学家的质疑，法国遗传工程独立研究与信息委员会主任吉勒·埃里克·塞拉利尼教授认为，实现真正无风险异种器官移植还有很长的路要走。因为研究结果表明，在猪的身体中存在某些病毒，这些病毒在动物的身体中处于“休眠”状态，对动物本身是无害的。但器官移植到人体后，病毒有可能会被激活，接受器官者可能受到感染，也可能会将病毒传染给其他人，这也是欧洲和美国共同决定延缓进行异种器官移植试验的原因所在。
干细胞再生则不存在这方面的担忧。这种细胞之所以如此特别，是因为它属于多能细胞——可以发育成约200种人体组织中的任何一种。如果采用干细胞再生技术，既不用担心找不到器官捐赠者，又不必害怕移植后产生排斥现象或引发病毒感染。1998年11月，科学家们宣布成功分离出了干细胞，这个被称为组织工程的新领域取得的进展令人兴奋不已。1999年3月，科学家们宣布取得另一项重大突破——他们从人脑中分离出了成熟干细胞，从而为阿尔茨海默氏症和脊髓损伤患者带来了新的希望。
科学家们用干细胞重建人体器官的工程就仿佛花匠搭花棚一样，先用一种特殊的类似珊瑚的聚合体搭一个棚架，“种下”能发育成某一种器官的干细胞，等到这些干细胞逐渐生长成形，那个棚架就自然“溶解”，只剩下人体所需要的器官。美国麻省理工大学生物组织工程中心主任魏坎提就是利用这项技术，帮一名年轻的机械工人重新长出一只手指。他的兄弟约瑟夫则能够使老鼠的背上长出类似手指的器官。美国波士顿儿童医院的外科医生阿塔拉于2009年2月宣布，他已成功地使一只狗的身上长出了一个膀胱，麻省科技研究所生化工程专家葛瑞菲丝则使老鼠长出了新的肝脏。
不过，令科学家们头痛的是培养干细胞重建器官颇为费时，断手断脚也许还能等待，需要一颗心脏的人很可能就等不及了。所以加拿大多伦多大学生物组织工程中心主任塞福顿建议，不妨预先培养一些心室、导管、心肌等“零件”备用，以“修补”的方法抢救生命。不过科学家仍面对着一些障碍，最主要的就是来自各界的惊惶。很多人认为，利用死胎或胚胎的干细胞有悖伦理。但随着科技的发展，科学家将能够用患者自身的干细胞培育出其所需的器官和组织。最新的好消息来自日本，古屋大学医学部最近研究出一种用口腔粘膜细胞再生眼角膜的新技术。这是一项划时代的研究成果，在世界上尚属首次。其方法是，将面颊内侧的粘膜切开数毫米，再从深0.2~0.5毫米处取出粘膜干细胞加以培养，2~3周后将其制成透明状薄膜，贴在隐形眼镜的内侧，盖在被切除了受损角膜的眼球上，这样培养膜的内侧就会再生出角膜来。尽管这仅仅是在用兔子进行的动物实验上获得的成功，但科学家相信，不久的将来，这一新的医疗技术就能应用到临床实验上。
人造器官造福人类
2010年10月20日，一名15岁的男孩在意大利被植入了人造心脏，他是首位接受人造心脏移植术的未成年患者。手术发生在意大利罗马的班比诺·杰苏儿童医院，目前患者恢复良好且已开口讲话。植入的人造心脏有望使患者延续20至25年的“正常生活”。这颗心脏重400克，由四部分组成，即金属钛制成的心脏本体、一个微型锂电池、一个计算机操纵系统以及外接电池组。人造心脏本体可取代患者心脏的左右心室，微型锂电池和操纵系统植入患者腹腔，用以提供动力。外接电池组可通过安装在腹部皮肤下的能量传输装置对微型锂电池进行充电。
目前的科技成就表明，世界上人造器官已经可以替代几乎所有的人体器官，例如假牙、假发早已在市场普及，人造晶体也已使成百上千的人恢复了视力，仿生耳可以使听觉神经完全受损的人恢复听觉。在临床上，越来越多的人更换了心脏内部的一个小零件，例如用合成纤维或金属制成的血管代替了发生栓塞的心血管，用人造心脏瓣膜代替发生病变的心脏瓣膜。此外，还有人造五官、手足、脊椎和性器官等。
2008年加拿大世界心脏公司开始商业性生产人工心脏，该公司于1996年从渥太华大学心脏医学学院购买了被叫作“心脏救星”装置的全球专利。去年该公司已生产出首颗“心脏救星”，计划以后每年生产几百颗“心脏救星”。这些产品将进入临床试验，然后在获得加拿大卫生部门的批准后再进行人体移植。今年2月，美国食品和药品管理局已批准国内的Abiomed公司小批量生产人造心泵“Pulsalor”，这种用钛和塑料制成的心泵在腐蚀性的液体中已持续不停地完成了1.6亿次运转，相当于人的心脏在五年时间里的搏动次数。
美国科学家正在研制一种塑料肺，它将主要用于拯救肺癌患者的生命，同时还可用于替换慢性哮喘、肺囊肿性纤维化、肺气肿患者的受损肺。美国国家卫生研究所对此已拨专款1500万美元予以支持。该项技术是将一个如CD盘大小的塑料扁盒子嵌入人体胸腔，该盒子包含一个向血液输送氧气的多孔纤维管网络，当人造塑料肺被置入患者胸内时，体内的血液就会通过多孔纤维管网络，这时氧气就会融入人体血液。同时，塑料肺把本该通过嘴和鼻子排出体外的二氧化碳废物导出体外。目前，研究人员已经成功地把这种人造塑料肺移植入猪的体内，它已能够取代大部分自然肺的功能。不过，这种人造塑料肺还存在一些缺陷，它还无法复制自然肺为满足人体不同能量需要而产生的生理反应。但科学家相信，设计技术和材料上的改进将使人造塑料肺很快进入实用化。
美国杜克大学的尼克拉森教授正在培育人体动脉。目前，冠心病人在心肌梗塞后，常规手术是在已经堵塞的心血管旁用体内其他血管进行“搭桥”手术，但在手术5年之内，会有1/3的病人会因脉管再次堵塞而死亡。尼克拉森决定用病人的细胞培养出合格的人造动脉，这样就可以避免“搭桥”手术后的死亡事件。动物实验进行顺利，尼克拉森设计了人造动脉的“骨架”，将猪颈动脉的肌肉组织覆盖在骨架内部，8周后组织培养液中就长出了蜡笔状的动脉管，动脉管壁的弹性和强度达到了理想的要求，并能保持平稳的搏动。
在研制人造肌肉方面，日本的科学家作出了杰出的贡献。日本茨城大学长田义仁教授主持的一个研究小组成功开发出用电压实现屈伸动作的人造肌肉。它的材质是一种化学名为聚丙烯酰胺异丁烷横酸的高分子凝胶，其三维结构的片状个体大小约2厘米。实验过程中用试棒从两端将其拉开，搭在事先加有表面活性剂的水槽上，然后在材料表面交替施加正负电压，这时凝胶片就会像尺蠖一样屈伸拉动试棒，速度为25厘米/分钟。这项技术有望将来用于制造假肢人工肌肉及获取人工脏器的动力源。, 百拇医药(刘林森)
人体器官全球需求巨大，美国人体器官研究中心的调查报告指出，全世界每年有约10万人在等待器官移植期间死去，另外还有150万人甚至连排队等候器官的资格都没有得到便离开了人世。显然，无论从道义上或从医学的角度出发，发展人体器官制造并将这项事业推向商业化刻不容缓。报告预计，全球人体器官的潜在市场极其可观，到2020年将高达5000亿美元。
异种器官移植与干细胞再生
觅求人体器官，遗传工程学提供了一种很有前途的新方法，科学家正试图研发出一种介于人与动物之间的基因型。如果能够成功，将来就可以比较容易地从带有人的基因的动物身上获取器官。
这方面最理想的动物是猪。猪与人的器官大小差不多，而且移植猪的器官也不存在道德和伦理问题。目前，几个国家的科学家正在开展研究，希望通过改变猪的遗传基因，使猪的器官可以直接移植到人的体内。日前，这项研究取得了重大突破。英国PPL医疗公司宣布首次成功培育出五只转基因小猪，可以向人体提供移植所需的器官，而且引发的排异反应较小。
然而这项成果却遭到了法国科学家的质疑，法国遗传工程独立研究与信息委员会主任吉勒·埃里克·塞拉利尼教授认为，实现真正无风险异种器官移植还有很长的路要走。因为研究结果表明，在猪的身体中存在某些病毒，这些病毒在动物的身体中处于“休眠”状态，对动物本身是无害的。但器官移植到人体后，病毒有可能会被激活，接受器官者可能受到感染，也可能会将病毒传染给其他人，这也是欧洲和美国共同决定延缓进行异种器官移植试验的原因所在。
干细胞再生则不存在这方面的担忧。这种细胞之所以如此特别，是因为它属于多能细胞——可以发育成约200种人体组织中的任何一种。如果采用干细胞再生技术，既不用担心找不到器官捐赠者，又不必害怕移植后产生排斥现象或引发病毒感染。1998年11月，科学家们宣布成功分离出了干细胞，这个被称为组织工程的新领域取得的进展令人兴奋不已。1999年3月，科学家们宣布取得另一项重大突破——他们从人脑中分离出了成熟干细胞，从而为阿尔茨海默氏症和脊髓损伤患者带来了新的希望。
科学家们用干细胞重建人体器官的工程就仿佛花匠搭花棚一样，先用一种特殊的类似珊瑚的聚合体搭一个棚架，“种下”能发育成某一种器官的干细胞，等到这些干细胞逐渐生长成形，那个棚架就自然“溶解”，只剩下人体所需要的器官。美国麻省理工大学生物组织工程中心主任魏坎提就是利用这项技术，帮一名年轻的机械工人重新长出一只手指。他的兄弟约瑟夫则能够使老鼠的背上长出类似手指的器官。美国波士顿儿童医院的外科医生阿塔拉于2009年2月宣布，他已成功地使一只狗的身上长出了一个膀胱，麻省科技研究所生化工程专家葛瑞菲丝则使老鼠长出了新的肝脏。
不过，令科学家们头痛的是培养干细胞重建器官颇为费时，断手断脚也许还能等待，需要一颗心脏的人很可能就等不及了。所以加拿大多伦多大学生物组织工程中心主任塞福顿建议，不妨预先培养一些心室、导管、心肌等“零件”备用，以“修补”的方法抢救生命。不过科学家仍面对着一些障碍，最主要的就是来自各界的惊惶。很多人认为，利用死胎或胚胎的干细胞有悖伦理。但随着科技的发展，科学家将能够用患者自身的干细胞培育出其所需的器官和组织。最新的好消息来自日本，古屋大学医学部最近研究出一种用口腔粘膜细胞再生眼角膜的新技术。这是一项划时代的研究成果，在世界上尚属首次。其方法是，将面颊内侧的粘膜切开数毫米，再从深0.2~0.5毫米处取出粘膜干细胞加以培养，2~3周后将其制成透明状薄膜，贴在隐形眼镜的内侧，盖在被切除了受损角膜的眼球上，这样培养膜的内侧就会再生出角膜来。尽管这仅仅是在用兔子进行的动物实验上获得的成功，但科学家相信，不久的将来，这一新的医疗技术就能应用到临床实验上。
人造器官造福人类
2010年10月20日，一名15岁的男孩在意大利被植入了人造心脏，他是首位接受人造心脏移植术的未成年患者。手术发生在意大利罗马的班比诺·杰苏儿童医院，目前患者恢复良好且已开口讲话。植入的人造心脏有望使患者延续20至25年的“正常生活”。这颗心脏重400克，由四部分组成，即金属钛制成的心脏本体、一个微型锂电池、一个计算机操纵系统以及外接电池组。人造心脏本体可取代患者心脏的左右心室，微型锂电池和操纵系统植入患者腹腔，用以提供动力。外接电池组可通过安装在腹部皮肤下的能量传输装置对微型锂电池进行充电。
目前的科技成就表明，世界上人造器官已经可以替代几乎所有的人体器官，例如假牙、假发早已在市场普及，人造晶体也已使成百上千的人恢复了视力，仿生耳可以使听觉神经完全受损的人恢复听觉。在临床上，越来越多的人更换了心脏内部的一个小零件，例如用合成纤维或金属制成的血管代替了发生栓塞的心血管，用人造心脏瓣膜代替发生病变的心脏瓣膜。此外，还有人造五官、手足、脊椎和性器官等。
2008年加拿大世界心脏公司开始商业性生产人工心脏，该公司于1996年从渥太华大学心脏医学学院购买了被叫作“心脏救星”装置的全球专利。去年该公司已生产出首颗“心脏救星”，计划以后每年生产几百颗“心脏救星”。这些产品将进入临床试验，然后在获得加拿大卫生部门的批准后再进行人体移植。今年2月，美国食品和药品管理局已批准国内的Abiomed公司小批量生产人造心泵“Pulsalor”，这种用钛和塑料制成的心泵在腐蚀性的液体中已持续不停地完成了1.6亿次运转，相当于人的心脏在五年时间里的搏动次数。
美国科学家正在研制一种塑料肺，它将主要用于拯救肺癌患者的生命，同时还可用于替换慢性哮喘、肺囊肿性纤维化、肺气肿患者的受损肺。美国国家卫生研究所对此已拨专款1500万美元予以支持。该项技术是将一个如CD盘大小的塑料扁盒子嵌入人体胸腔，该盒子包含一个向血液输送氧气的多孔纤维管网络，当人造塑料肺被置入患者胸内时，体内的血液就会通过多孔纤维管网络，这时氧气就会融入人体血液。同时，塑料肺把本该通过嘴和鼻子排出体外的二氧化碳废物导出体外。目前，研究人员已经成功地把这种人造塑料肺移植入猪的体内，它已能够取代大部分自然肺的功能。不过，这种人造塑料肺还存在一些缺陷，它还无法复制自然肺为满足人体不同能量需要而产生的生理反应。但科学家相信，设计技术和材料上的改进将使人造塑料肺很快进入实用化。
美国杜克大学的尼克拉森教授正在培育人体动脉。目前，冠心病人在心肌梗塞后，常规手术是在已经堵塞的心血管旁用体内其他血管进行“搭桥”手术，但在手术5年之内，会有1/3的病人会因脉管再次堵塞而死亡。尼克拉森决定用病人的细胞培养出合格的人造动脉，这样就可以避免“搭桥”手术后的死亡事件。动物实验进行顺利，尼克拉森设计了人造动脉的“骨架”，将猪颈动脉的肌肉组织覆盖在骨架内部，8周后组织培养液中就长出了蜡笔状的动脉管，动脉管壁的弹性和强度达到了理想的要求，并能保持平稳的搏动。
在研制人造肌肉方面，日本的科学家作出了杰出的贡献。日本茨城大学长田义仁教授主持的一个研究小组成功开发出用电压实现屈伸动作的人造肌肉。它的材质是一种化学名为聚丙烯酰胺异丁烷横酸的高分子凝胶，其三维结构的片状个体大小约2厘米。实验过程中用试棒从两端将其拉开，搭在事先加有表面活性剂的水槽上，然后在材料表面交替施加正负电压，这时凝胶片就会像尺蠖一样屈伸拉动试棒，速度为25厘米/分钟。这项技术有望将来用于制造假肢人工肌肉及获取人工脏器的动力源。, 百拇医药(刘林森)