哪些器官能“人造”?( 二 )



接着,产生的支架需要被重新填充 。 在该领域的大多数研究人员通常使用两种或多种类型的细胞“混合物”,如内皮前体细胞来铺设血管管道或者“种植”能长成心脏腔室壁组织的“种子” 。 Ott已经利用iPS细胞做到了这一点 。

最后一个挑战是最难的:将人造的心脏植入活体动物中,并让它能长时间保持跳动 。 工程器官可以在一段时间内生存 。 但尽管研究人员可以用血喂养人造心脏,并能保持它们跳动一会儿,但这些人造心脏都没有足够的泵血功能 。 研究人员表示只有人造心脏具有更高的运作能力,才可以把它移植到更大型的动物身上 。

人造肾脏
对于很多慢性肾衰患者来说,透析是维持他们生命的救命稻草,但同时透析也限制着他们生活中诸多方面的自由 。 除了要花大量时间外,这项治疗还需要患者严格控制饮食和饮水,并且还要控制体重 。 不过研究人员正在研发的一款人工肾脏有望帮助慢性肾病患者摆脱束缚 。
美国麻省总医院的科学家将在实验室培育的人工肾脏移植到小鼠体内后,这个通过“生物工程”法制造的器官成功地发挥了正常肾脏的功能——尽管效率上还不如天然肾脏 。

研究者们利用表面活性剂对新死亡的小鼠的肾脏进行处理,去除其细胞仅留下结缔组织——如血管的结构成分等构成的支架 。 然后,研究者接种两种细胞对器官进行再生:人脐静脉细胞和新生大鼠的肾脏细胞 。

此前,已经有研究团队通过组织工程技术利用人类细胞研发出了体外肾支持设备,有的已经通过了早期的临床试验 。 不过外科医生和再生医学研究员Harald Ott认为,他们的生物工程肾脏,虽然发展得没有其他技术快速,但优势是可以像天然的供体肾一样用于器官移植 。

Ott将这种生物工程肾脏效率较低的原因归结于工程器官的不成熟,他们所制造的肾脏可能并未包含一个正常肾脏所该有的全部细胞 。 但是他也指出,肾病患者在肾脏功能降至15%以下时才开始透析,因此只要制造的肾脏能够有正常器官20%的效率,就可以让患者摆脱透析 。

目前,研究者正在将这一技术用于制造人类肾脏和猪肾脏,同时还在研发更加成熟的控制细胞发育的方法 。 Ott希望他们最新发表的成果能够吸引其他生物学家的兴趣,并参与到这项研究中来 。

不过,生物工程技术再生的肾脏要用于人类器官移植还有很长的路要走 。 Fissell表示,几乎在所有的医学领域,从啮齿动物到人类的技术跨越非常困难,即便是器官支架也一样 。 不过他也认为Ott的团队的工作为了解肾脏发育以及修复提供了很好的平台 。

人造皮肤

哪些器官能“人造”?

文章插图

20世纪80年代,有科学家先后研制出多种人工真皮,如来源于异体或异种(猪)皮的无细胞真皮基质、以胶原为主要原料经冷冻干燥后形成的海绵状胶原膜,此外,还有透明质酸膜、聚乳酸膜等,其基本特点是可诱导自体的组织细胞浸润生长,形成新的、结构规则的真皮样组织,从而重建真皮层 。 20世纪90年代以来,医学界已成功将复合皮用于大面积深度烧伤创面的修复,节省了伤者自体皮源,提高了就治率 。 这种人造皮肤直径约6厘米,厚度为2毫米,外形看起来就像张饺子皮 。 其来源于被割掉的、没有受过污染、最为纯净的新生儿包皮 。 这种将包皮的细胞消化、分离、培养后提取真皮组织和表皮组织,而后再将表皮细胞、真皮纤维细胞复合于牛胶原蛋白支架上重新长成的“人造皮肤”,不仅具有真皮层和表皮层,在色泽、质感、生物相溶性上也都实现了以假乱真 。

推荐阅读