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像更換汽車零件一樣更換人體壞舊的器官，是人類的夢想。上海組織工程研究與開發中心爲高等哺乳動物體外再造修復骨、軟骨、肌腱和皮膚等組織器官並移植成功的重大突破顯示，人類的這一夢想向現實又邁近了一步。
修復狗頭
在22日開館的上海工博會上，觀衆可以看到一個奇特的展品：一個打過“補丁”的狗頭蓋。這塊銅錢大的骨頭“補丁”色澤稍淺，但同周圍的頭蓋骨天衣無縫。用鑷子敲打，錚錚作響，很硬，完全達到了小狗的生理標準。
這是上海組織工程技術獲得的最新重大突破———爲具有完全免疫功能的高等哺乳動物體外再造頭骨組織並移植成功。取得這項成果的上海組織工程研究與開發中心還爲家豬再造和修復了軟骨缺損、半月板缺損、皮膚缺損、肌腱缺損和骨缺損。目前，中心和第二醫科大學及第九人民醫院，正積極探索將這項技術運用於臨牀。
這是條出生僅１周的小狗，因爲頑皮磕破了腦袋，若按照傳統的方法修復顱骨，小狗吃的苦頭就大了。方法一：取小狗自身數根肋骨，從中劈開，像搭涼棚一樣覆在顱骨破損部位，小狗至少“吃”兩刀。方法二：用記憶合金等生物代用品修補創口。但記憶合金導熱，小狗從此曬不得太陽。生物代用品的生物相容性也不佳，不會同原有的顱骨合爲一體，一旦磕破皮，生物代用品就會千方百計直至全部“鑽”出體外才罷休，只能再動手術。
科技人員是如何運用組織工程技術修復狗頭的呢？科技人員抽取了小狗５毫升骨髓，分離出骨髓基質幹細胞，它能大量擴增卻不老化，經過定向誘導分化，得到骨的“單元”———成骨細胞。然後，科技人員借用家豬的脫鈣骨搭出框架，讓小狗的成骨細胞攀附其上，長成頭蓋骨的模樣。這個過程大約２周。此時的頭蓋骨還是個軟骨頭，科技人員將“軟骨”覆在小狗顱骨缺損部位，由於原材料取自自身，小狗全無排異反應。經過３個月的磨合，新老頭骨融爲一體。
給豬造骨
去年在北京召開的國家８６３高技術計劃成果展上，組織工程中心送展的“人耳鼠”十分轟動。從在裸鼠身上培養成功人耳型的軟骨，到再造狗頭和修復再造家豬軟骨、骨、肌腱和皮膚，有什麼本質的突破？
這不是簡單的重複。裸鼠沒有免疫功能，對任何外來的細胞組織都沒有排斥反應；而豬狗羊等大型動物像人類一樣具有完全的免疫功能，對“外來者”會“羣起而攻之”。爲這些大型動物再造或修復的骨、軟骨、肌腱、皮膚細胞組織雖取自它們自身，但作框架的生物材料卻是“外來者”。家豬不僅沒有產生排斥反應，而且最終將新植入的骨、軟骨、肌腱、皮膚等與自身組織融爲一體。這預示着：運用同樣原理，修復、再造人體器官也有成功的可能性。
１９９７年，組織工程中心主任、國家９７３計劃首席科學家曹誼林教授就率先在裸鼠體內構建了人耳廓。目前，當國外的研究水平大多還侷限於在裸鼠體內構建器官組織時，中心的科技人員又爲家豬等大型動物修復了軟骨、皮膚、肌腱和骨缺損。這表明，上海組織工程研究與開發中心在這一方面已具備國際先進水平。
神奇的“組織工程” 器官衰竭者盼來福音
目前移植器官或組織主要有三個途徑。一是自體移植，這種方法不會產生排異反應，但卻是犧牲自身正常的組織修復損傷的組織，是拆東牆補西牆，如燒傷病人治療中廣泛採用的自體植皮。但人體許多器官是唯一的，如心臟等，一旦無藥可救，只能求救他人。二是同種異體移植。如腎移植，儘管經過配型，但依然會產生排異反應，需要終身服用抗排異藥物。三是人工合成的生物材料。如人工關節等。有排斥反應，強度不及原件，只有物理功能而無生物功能，不能與自身組織融爲一體。
如何纔能有充沛的器官供體又避免排異反應？組織工程展現了光輝的前景。組織工程技術是上世紀８０年代發展起來的學科，它主要致力於組織和器官的形成和再生，只需取少量的組織細胞在體外大規模擴增就可以修復大塊的組織缺損。它將使醫學走出器官移植的範疇，步入製造組織和器官的新時代。從理論上講，採用組織工程的技術和方法，可以再造或修復人體任何的組織和器官，如肝臟、腎臟、心臟等。而且，由於原材料完全取自自身，患者不會產生排異反應。
生物材料巧作“溫牀”
在體外培養的器官組織如何變成人耳的形狀、骨頭的模樣？科技人員必須用一種特種材料先作一個暫時的人耳或骨頭的模型框架，再讓細胞組織植入其中生長擴增。這種特種材料就是可吸收的生物材料。生物材料有多種，它們有兩個共同特點：一是可塑形，方圓大小隨意修剪。二是內部有許多一二百微米大的小孔隙，呈三維結構，像一個個小房間。細胞進入一個個孔隙後，先是貼在房間牆壁上，慢慢向房間中央擴展身子，直至最後填滿整個房間，互相之間再破牆聯合，成爲一個整體。這一過程一般持續２周。待成形後，科技人員再將其植入生物體內。在細胞形成組織器官的過程中，生物材料會逐漸降解並消失，最終細胞形成相應的有活力的組織，併成爲自身組織的一部分。
去年在北京召開的８６３成果展上，許多人以爲，那個人耳廓是在裸鼠身上慢慢長大的，其實非也。科技人員是在體外培養出人耳廓後再“嫁接”到裸鼠身上的。
與克隆“異曲同工”
目前在國際上十分熱門的治療性克隆，其目標也是複製和再造人體器官，因此，許多人往往把組織工程與克隆混爲一談。其實它們之間是有區別的。
按照目前的克隆技術路線，是用甲羊（或牛等其他動物）的體細胞，植入乙羊去除了遺傳物質的卵細胞內，發育成囊胚後，再植入母體（或代孕動物體內），“十月懷胎”後出生。克隆動物完全複製了“母體”的遺傳信息，無論是外貌、顏色等均是全方位拷貝。治療性克隆要誘導分化形成有形的組織器官，還需要與組織工程技術相結合，在體外培養。
組織工程則是體外培養，其原理爲：取生物（人或動物）組織———分離細胞———體外培養———接種到生物材料上———形成組織———設計形態———植入生物體內。
需要指出的是，無論是治療性克隆還是組織工程，它們都面臨共同的難題：人類對基因功能的瞭解還很有限，如何誘導分化出指定的器官是個至今懸而未決的難題。(記者 汪敏華)
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