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        世界首例生物肢體:實(shí)驗(yàn)室里“種”出的大鼠前肢

        2015-05-30 09:01:24Alulull
        健康人生 2015年8期
        關(guān)鍵詞:義肢奧特前肢

        Alulull

        猜猜右圖中的物體是什么?這看起來(lái)像是一截被砍斷的老鼠爪子,不過(guò)正確答案可能比你想象的更加派奮人心:這截大鼠前肢其實(shí)是科學(xué)家們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中用活體細(xì)胞培育出來(lái)的人工產(chǎn)物。盡管尚不完美,但這一技術(shù)可能會(huì)在未來(lái)幫助人們研制出真正具有生物學(xué)功能的義肢。

        許多接受了截肢手術(shù)的患者身上安裝的義肢在外觀上毫無(wú)問(wèn)題,但卻無(wú)法像真正的四肢那樣發(fā)揮功用?,F(xiàn)在,市面上又出現(xiàn)了一些利用仿生學(xué)的人工義肢,它們可以發(fā)揮功能,但不自然的外觀依舊是個(gè)硬傷。手部移植手術(shù)是另外一種解決方案,目前也有不少成功的案例,但為了防止身體出現(xiàn)排異反應(yīng),接受移植的患者也需要終生服用免疫抑制藥物。

        而生物肢體一旦成功,以上諸多問(wèn)題都將迎刃而解。這種肢體由患者自身的細(xì)胞“培植”而成,因此不需要免疫抑制藥物的輔助,而且它在外觀和運(yùn)動(dòng)功能上都將與自然狀態(tài)的肢體十分接近。

        如何做出一條前肢

        制作這條大鼠前肢的技術(shù)叫做“decel/recel”,之前在實(shí)驗(yàn)室中,這種技術(shù)已經(jīng)被用于研制人造心臟、怖臟和腎臟。利用該技術(shù)制作的一些簡(jiǎn)單器官——例如氣管和聲帶——已經(jīng)被用于移植手術(shù),并在不同程度上取得了成功。不過(guò),它也遭到了一些非議。

        人造器官的第一步是“脫細(xì)胞化”,第二步就是“再細(xì)胞化”。同樣是利用脫去細(xì)胞再培養(yǎng)的方法,造出一條前臂可比培養(yǎng)氣管難得多,因?yàn)榍罢咝枰嘤喾N類的細(xì)胞。為了解決這個(gè)問(wèn)題,奧特首先將脫細(xì)胞后的大鼠前肢“骨架”置于生物反應(yīng)器當(dāng)中,并利用一套人工循環(huán)設(shè)備為其提供養(yǎng)分、氧氣以及電刺激。隨后,他將人類內(nèi)皮細(xì)胞注入血管的膠原支架,1小時(shí)后,內(nèi)皮細(xì)胞重新附著在血管表面。這一步非常關(guān)鍵,他說(shuō),因?yàn)檫@樣能使新長(zhǎng)出來(lái)的血管更加結(jié)實(shí),而不會(huì)在內(nèi)有液體循環(huán)的情況下出現(xiàn)破裂。接下來(lái),他將小鼠成肌細(xì)胞、小鼠胚胎成纖維細(xì)胞以及人類內(nèi)皮細(xì)胞混合在一起,注入前肢支架中原本被肌肉組織占領(lǐng)的空位。2-3周后,血管和肌肉的重建完成。最后,奧特給前肢實(shí)施了皮膚移植手術(shù),終于大功告成。

        雖然實(shí)驗(yàn)成功,但并沒(méi)有在活體大鼠上測(cè)試肌肉運(yùn)動(dòng)功能或排異反應(yīng)。

        前路漫漫

        奧特表示,盡管他們已經(jīng)完成了近百條大鼠前肢的脫細(xì)胞化,又給其中至少一半的支架“種”上了新的細(xì)胞,但目前需要做的工作還有很多。首先,他們需要在肢體里種上組成硬骨、軟骨等其他組織的細(xì)胞,觀察這些細(xì)胞能否再生。下一步,他們必須證明神經(jīng)系統(tǒng)也能完成重建。前人的手部移植手術(shù)結(jié)果表明,受體的神經(jīng)組織能夠延伸并穿入新接上的手掌,最終實(shí)現(xiàn)對(duì)新器官的控制。而人工培植的生物肢體是否也能做到這一步,還有待進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。

        奧特設(shè)想,將來(lái)人類的器官捐贈(zèng)計(jì)劃或許也將囊括四肢捐贈(zèng)。用于再生血管的細(xì)胞可以從受體的小血管中獲得,而肌肉細(xì)胞則可從大腿等部位的大型肌肉中取得?!叭绻崛〈蠹s5克(的肌肉組織),就能從中培養(yǎng)出人類骨骼肌成肌細(xì)胞?!?/p>

        僅僅在美國(guó)就有150萬(wàn)名截肢者,因此此項(xiàng)肢體再生研究具有重要的意義,奧特如是說(shuō)?!澳壳埃绻闶チ烁觳餐?,或是因?yàn)榘┌Y治療、燒傷等緣故損傷了部分軟組織,能供你選擇的治療方案是很有限的?!?/p>

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