人造器官走向個性化

　　為何制造個性化人造器官

　　據統計，僅在美國，每年就有數百萬患者患有各種組織、器官的功能喪失或功能障礙症，因而需要進行800萬次手術，年耗資400億美元。我國器官移植的供需矛盾也極為突出，目前全國有約150萬名尿毒症患者，而每年卻只能做3000例左右腎髒移植手術;有400萬白血病患者在等待骨髓移植。

　　現在，生物醫學專家希望利用細胞生物學、分子生物學以及材料科學等最新技術，用人工培養的方法培養出人體需要的正常組織。也許將來醫院就能像工廠生產零部件一樣，根據患者的器官缺失情況，有針對性地培養患者所需器官，這些利用生物學方法生產的人造器官將更適合人體;而且還可以結合先進的電腦技術，為每一個患者提供與其原器官相似的人造器官。簡單地說，個性化人造器官就是利用患者自身的局部組織或細胞，結合一些高分子材料，在患者身體的相關部位培養出最“貼己”的器官。

　　怎樣制作個性化人造器官

　　制造人造器官時，生物學家首先會制定構建某種組織或器官的設計圖，並按照圖紙要求制備一種特殊的骨架，這種骨架具有降解特性，降解後對人體無害，並能提供細胞生長場所。生物學家將患者殘余器官的少量正常細胞作為“種子細胞”，“種”在人造骨架上，並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，最後制作骨架的生物材料在細胞培育過程中，逐漸降解消失。整個器官在完全無菌的生物反應器裡培養，等到整個器官在體外“長”好之後，再移植到患者體內，由於是患者自身細胞“長”成的器官，因此不會產生排斥反應。

　　個性化人造器官研究進展

　　1997年，美國南加州一家名為ATS的公司，首次使包皮細胞長成了人造皮膚，目前，人造皮膚已經成為個性化人造器官中最成熟的一個品種。

　　美國馬薩諸塞大學的查爾斯·瓦坎蒂教授，在生物反應器裡為兩位被切掉拇指的機械師培育了拇指的指骨。一個由美國波士頓兒童醫院的醫生組成的醫學小組，正計劃把用胎兒細胞培育的膀胱植入人體。美國阿特麗克斯公司生產了一種摻有生長激素和藥物的可吸收生物材料，它能促進牙龈組織再生。

　　德國的赫爾穆特·德雷克斯勒教授，從心肌梗塞患者的骨髓中提取干細胞，經過一系列特殊處理後，這些病人的自體干細胞通過特制導管被植入發生梗塞的心髒動脈中。試驗結果顯示，接受此項治療的病人心髒能夠自行康復，並可再生心髒肌肉組織。

　　我國的曹誼林教授曾在裸鼠身上成功地移植了人造耳，這是世界上第一個個性化人造耳。

　　日本政府還將推行一項用納米技術開發人造器官的計劃，該計劃被稱為“人體建築”。以大阪大學產業科學研究所川合知二教授等人組建研究小組，全面推行此項計劃，估計5年內將投入295億日元。目前，研究人員已經利用納米技術研制出個性化的人造皮膚和血管。

　　需要解決的難題

　　現在人造器官的研究發展很快，美國生物學家、諾貝爾獎獲得者吉爾伯特認為，在50年內，人類將能夠培育出人體的所有器官。個性化人造器官將是21世紀具有巨大潛力的高技術產業，必將產生巨大社會效益和經濟效益。

　　要使個性化人造器官成為一項巨大而成熟的產業，目前還需要解決以下問題：首先，由於科學家對再生過程中的基礎生物學理解不夠充分，因此還不能生產特別理想的人造器官;其次，如何獲得可靠的組織細胞來源，並使它們能夠在體外大量快速繁殖增長;第三，目前還缺乏理想的仿生材料用以制造人造器官支架，這些材料要求可被人體吸收，降解後對人體無害，且對組織和器官不留任何後遺症。