在生活中，因?yàn)榧膊?、事故等造成的人體器官的損傷該如何修復(fù)呢？我國(guó)科學(xué)家自行研發(fā)的誘導(dǎo)性生物材料，正逐步將人體組織“再生”這一愿望變成現(xiàn)實(shí)。

醫(yī)用生物材料

生物材料也叫生物醫(yī)用材料，是一種用于診斷、治療、修復(fù)或者替換人體的組織和器官，或者增進(jìn)它的功能的一類(lèi)天然或人工合成的特殊功能材料。

科學(xué)界一般認(rèn)為，現(xiàn)代生物材料大致起源于二戰(zhàn)中后期。當(dāng)時(shí)在一場(chǎng)空戰(zhàn)中，一些有機(jī)玻璃碎片濺射進(jìn)了英國(guó)飛行員戈登·克利弗的眼睛里。在接下來(lái)的數(shù)年中，他的眼睛接受了18次手術(shù)才勉強(qiáng)保住了左眼的部分視力。在那漫長(zhǎng)的治療過(guò)程中，醫(yī)生注意到了人體對(duì)有機(jī)玻璃的耐受性相當(dāng)好。

有機(jī)玻璃的主成分是“聚甲基丙烯酸甲酯”，也就是我們常說(shuō)的“亞克力”。正是由于飛行員克利弗眼晴的受傷，“亞克力”也就開(kāi)始了醫(yī)學(xué)應(yīng)用之旅。1949年，眼科醫(yī)生哈羅德·里德利采用有機(jī)玻璃制作出了全世界第一個(gè)圓盤(pán)狀的人工晶狀體。

到20世紀(jì)80年代，生物材料學(xué)科形成，但是，科學(xué)界普遍認(rèn)為沒(méi)有生命的生物材料是不可能讓有生命的組織器官再生或形成的。因此，在治療人體骨頭缺損時(shí)，醫(yī)生通常都會(huì)在斷骨處植入金屬或高分子等材料。

不過(guò)，這種慣性思維很快就被我國(guó)科學(xué)家的研究成果打破。

誘導(dǎo)骨骼再生

20世紀(jì)90年代，四川大學(xué)的科研人員在進(jìn)行頜面骨整復(fù)實(shí)驗(yàn)時(shí)，將一種多孔硫酸鈣陶瓷植入了動(dòng)物的肌肉中，一段時(shí)間后，他們意外發(fā)現(xiàn)這種材料竟然變成了骨頭。

當(dāng)時(shí)，生物材料不可誘導(dǎo)組織再生不但是學(xué)術(shù)界公認(rèn)的理論，更是寫(xiě)進(jìn)國(guó)內(nèi)外教科書(shū)里的“教條”。在經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次的論證和實(shí)驗(yàn)之后，我國(guó)科學(xué)家首次提出“組織誘導(dǎo)性生物材料”的概念。

組織誘導(dǎo)性生物材料是一種不添加細(xì)胞或生物的活性因子，經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)用于誘導(dǎo)受損或缺失的組織或器官再生的生物材料。

2018年6月，在由國(guó)際生物材料科學(xué)與工程學(xué)會(huì)聯(lián)合會(huì)主辦的“2018生物材料定義會(huì)”上，“組織誘導(dǎo)性生物材料”經(jīng)大會(huì)投票通過(guò)后作為新定義列入了《生物材料定義》，這也是由我國(guó)科學(xué)家首次提出的生物材料定義。

那么，組織誘導(dǎo)性生物材料究竟有什么神奇之處呢？

目前我們所使用的常規(guī)生物材料在性能和壽命兩個(gè)方面都還無(wú)法滿(mǎn)足患者的臨床需要，但組織誘導(dǎo)性生物材料可以通過(guò)植入材料自身的優(yōu)化設(shè)計(jì)來(lái)刺激機(jī)體的反應(yīng)，調(diào)動(dòng)人體的自我修復(fù)，完善生物功能，誘導(dǎo)缺損組織和器官再生。

簡(jiǎn)單地說(shuō)，當(dāng)骨骼和組織誘導(dǎo)性生物材料接觸之后，骨骼中間的組織就沿著材料界面與材料本身攀附生長(zhǎng)，并最終長(zhǎng)成新的骨骼。這一生長(zhǎng)的過(guò)程被稱(chēng)為“骨傳導(dǎo)”，隨著時(shí)間的推移，“骨傳導(dǎo)”又會(huì)逐漸變成“骨誘導(dǎo)”，也就是生長(zhǎng)到材料中的纖維組織各自開(kāi)始長(zhǎng)成骨骼。

我國(guó)科學(xué)家研制的“骨誘導(dǎo)磷酸鈣生物陶瓷”材料在臨床上已經(jīng)完全能夠?qū)崿F(xiàn)誘導(dǎo)患者的骨骼再生。植入人體之后的“骨誘導(dǎo)磷酸鈣生物陶瓷”材料逐漸轉(zhuǎn)化為骨骼，從而誘導(dǎo)患者自身的骨骼來(lái)修復(fù)自己缺失的組織。

那么，“骨誘導(dǎo)磷酸鈣生物陶瓷”為什么能誘導(dǎo)人體骨骼再生呢？

原來(lái)，我國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，人體骨骼發(fā)生缺陷進(jìn)行自我修復(fù)時(shí)，缺損部位首先需要有干細(xì)胞，而“骨誘導(dǎo)磷酸鈣生物陶瓷”材料植入人體后，恰好能集聚體內(nèi)自身的干細(xì)胞，并刺激細(xì)胞分泌生長(zhǎng)因子，最終長(zhǎng)出骨骼。不過(guò)，組織誘導(dǎo)骨骼形成的材料還需要具備三維多孔結(jié)構(gòu)，其自身具有大孔、孔壁、微孔等結(jié)構(gòu)，并且表面必須含有和骨骼相同的磷酸鈣成分。

基于這些研究，我國(guó)科學(xué)家又陸續(xù)研制出以金屬鈦、聚芳醚酮（惰性高分子材料）為載體，用于脊柱融合等方面的組織誘導(dǎo)性生物材料。

修復(fù)關(guān)節(jié)軟骨

關(guān)節(jié)軟骨病變是人體最難治愈的疾病之一，運(yùn)動(dòng)造成的關(guān)節(jié)軟骨損傷一直是骨科的一個(gè)難題。目前，雖然組織工程技術(shù)、干細(xì)胞技術(shù)等已經(jīng)有所發(fā)展，但對(duì)于髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)等這種透明軟骨，一旦出現(xiàn)大面積缺損，也只能恢復(fù)成纖維軟骨，臨床效果十分有限，

研究發(fā)現(xiàn)，組織誘導(dǎo)生物材料不僅能誘導(dǎo)軟骨生長(zhǎng)，還能誘導(dǎo)其他非骨組織生長(zhǎng)。

關(guān)節(jié)軟骨與人體耳朵、鼻子的軟骨差異很大，因?yàn)樗惺苣Σ梁瓦\(yùn)動(dòng)力，而且，關(guān)節(jié)軟骨的中間沒(méi)有血管，也缺少細(xì)胞。因此，想要再生修復(fù)關(guān)節(jié)軟骨非常困難。不過(guò)，我國(guó)科學(xué)家基于組織誘導(dǎo)性生物材料理論研發(fā)出的“I型膠原基水凝膠”可以誘導(dǎo)干細(xì)胞向成軟骨細(xì)胞系分化，并最終形成軟骨。

目前，“I型膠原基水凝膠”在對(duì)50頭貴陽(yáng)小香豬的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示中，1個(gè)月齡的小香豬的關(guān)節(jié)軟骨開(kāi)始生長(zhǎng)，6個(gè)月其關(guān)節(jié)軟骨長(zhǎng)得很光滑，關(guān)節(jié)軟骨修復(fù)基本完成。在臨床試驗(yàn)中，一位18歲的男孩在植入“I型膠原基水凝膠”后，3個(gè)月之后原本還步履滿(mǎn)珊的他已經(jīng)可以在籃球場(chǎng)上自由活動(dòng)了。

用于治療先天性心臟病心室間隔缺損的全降解封堵器，也是利用組織誘導(dǎo)性生物材料制作而成。它在完成心臟缺損的修補(bǔ)后，還能在缺孔處誘導(dǎo)再生心臟組織，徹底解決了原來(lái)使用的金屬封堵器可能會(huì)帶來(lái)的遠(yuǎn)期風(fēng)險(xiǎn)。

隨著研究的深入，組織誘導(dǎo)性生物材料將被越來(lái)越多地投入臨床應(yīng)用當(dāng)中，為更多的患者帶來(lái)福音。