除了心脏之外,还有哪些器官能“人造”呢

patience| 2015-04-03 14:30:00
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现如今,人造器官已经越来越多的出现在我们的视野里,成为了一个个科学奇迹,其中我们最熟悉的可能就是“心脏起搏器”这种人造器官了,那么,除此之外还有哪些呢?

 

人造器官主要包括机械性人造器官、半机械性半生物性人造器官和生物性人造器官。前两种人造器官和异体人造器官,移植后会让患者产生排斥反应,因此科学家最终的目标是患者都能用上自体人造器官。而他们也正在向着这一个目标前进。

 

人造器官主要包括机械性人造器官、半机械性半生物性人造器官和生物性人造器官。机械性人造器官是完全用没有生物活性的高分子材料仿造一个器官,并借助电池作为器官的动力。半机械性办生物性人造器官是将电子技术与生物技术结合起来。这种人造器官将人体活组织、人造组织、芯片和微型马达奇妙地组合在一起。预计在今后十年内,这种仿生器官将得到广泛应用。生物性人造器官则是利用动物身上的细胞或组织,“制造”出一些具有生物活性的器官或组织。生物性人造器官又分为异体人造器官和自体人造器官。而自体人造器官是利用患者自身的细胞或组织来培育人体器官。

 

前两种人造器官和异体人造器官,移植后会让患者产生排斥反应,因此科学家最终的目标是患者都能用上自体人造器官。科学家乐观地预料,不久以后,医生只要根据患者自己的需要,从患者身上取下细胞,植入预先有电脑设计而成的结构支架上,随着细胞的分裂和生长,长成的器官或组织就可以植入患者的体内。而他们也正在向着这一个目标前进。

 

人造心脏

 

心脏是人体的重要器官,一个人的心脏出现了问题,其他各个部分的正常运转都会受到影响。以往人们心脏出现重大问题只能等待心脏移植,但由于可供移植的心脏器官与等待移植手术的病患数量存在很大差距,使得很多人在等待心脏移植的过程中死去。因此用人造心脏来替代病变或损坏的心脏一直是医学界的梦想。

 

其实人造心脏早已有之。该人造心脏由医用塑料和金属钛制造,内部装有一个用微型电动马达驱动的血泵,动力由一个同时植入患者体内的电池提供,电池可以保证人造心脏正常工作数年,一旦电池电力即将耗尽,只需进行手术,对电池进行充电即可继续使用。

 

而休斯敦得克萨斯心脏研究所从事再生医学研究工作的DorisTaylor正在着手从细胞开始进行重建心脏器官,希望它们有朝一日能重新跳动。如果这个设想成为现实,则可以降低器官移植接受者排异反应的风险。其实这是一个非常简单的原理。首先,去除死者器官上所有的细胞只留下蛋白支架,然后根据患者的免疫系统匹配相应的干细胞重新填充。这样一来,世界各地的移植器官短缺问题就轻松得到了解决。

 

要把培养皿中的细胞构建成一个心脏,需要首先构架一个心脏三维空间“脚手架”。目前,外科医生和再生医学研究员HaraldOtt已经找到了一个构建心脏支架的新方法。用玻璃和塑料制造一个鼓形的腔室,外接一个塑料管,里面乘着一个新鲜的心脏。附近是一个泵,可以推动溶解剂通过塑料管到达心脏的主动脉。溶解液会通过血管网络被输送到心脏各处。这种流动的溶解剂会去除心脏中脂类、DNA、可溶性蛋白质、糖和几乎所有其他细胞物质,仅留下一个胶原蛋白、层粘连蛋白及其他结构蛋白构成的用于托举器官的网架。

 

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。

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