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人类机体完美再生的三道关

机体再生在科幻小说和电影中是一个较为常见的场景,看过《机械战警》《未来警察》《星际迷航》的朋友们应该都比较熟悉。

 

那么,在现实中,遭受重伤人类机体能否再生或修复?创伤治疗技术现在发展到哪一步了?

 

“与传统治疗方法相比,生物技术作为新的治疗技术和方法,在创伤治疗中已经显示出显著的治疗效果。”10月10日—11日,香山科学会议召开“组织再生修复难点和突破点”学术讨论会,中国工程院院士付小兵表示,利用高新生物技术可提高战创伤治愈率,降低伤残率,有望实现完美修复与再生。

 

 

技术关:生长因子、干细胞、3D打印等新技术涌现

 

 

“目前可以再生出有汗腺功能的皮肤,也能制造出具有正常形态的耳朵。”付小兵说,生物技术使得可利用的修复材料不再是冷、硬的,而是越来越柔软,甚至“有生命”,这将更容易和活的机体相结合。

 

生长因子和干细胞的“注入”是目前使用较多手段。付小兵介绍,例如成纤维细胞生长因子治疗烧伤的急性创面,将会助力更快、更完整的创面愈合;而采用自体间充质干细胞,还可以在严重烧伤病人治疗后期成功再生出具有功能的汗腺。

 

 

“3D打印”出的软骨也将进入临床转化。华中科技大学先进生物材料与组织工程研究中心教授张胜民介绍:“3D打印所需要的‘生物墨水’是一种可降解的纳米粒子,通过激光3D烧结技术,可以构建出与‘原装’软骨相仿的缺损部位,实现高质量再生。”

 

 

融合关:完美再造,微环境里的“互关”很重要

 

 

生命机体中的“互关”不仅是“互相关注”,还包括互相关联、相互作用。

 

“人们越来越认识到,力学在许多软组织再生过程中起着中心作用,所使用的材料不仅必须考虑化学和生物的相容性,还必须考虑它们与患者细胞和组织的结合。”匹兹堡大学教授威廉·瓦格纳说,材料的转变也带来了新的研究课题。

 

 

研究微环境会发生什么,将更接近完美再造的目标,再生工程需要研究的力也从“宏观”走向“微观”,进入到细胞甚至分子的层面。

 

中国工程院院士顾晓松表示,这包括两方面内容,一方面深入了解或阐述材料对机体的影响,即外来物、植入后的衍生物对机体的刺激、诱导与影响;另一方面深入了解机体对植入的生物材料的应答,包括识别、代谢、排异等及材料彻底代谢途径与微环境重建。

 

 

标准关:走进“真实世界”,还需标准加码

 

 

“再造性的修复很早已作为医疗器械应用到临床,形成的标准经常很难跟上生物新技术的进展。”复旦大学教授丁建东说,要推动新技术真正应用到临床甚至实现规模化生产,必须构建“与时俱进”的标准体系。

 

“标准一定要制定,但不能太繁琐,否则就限制了科技进步,而且要能够抓住问题的要害。”丁建东说,随着生物新技术的引入,需要进行微环境中相互影响的基础研究。例如,电荷、化学组成、软硬度等都会关联到机体对植入物的“接受度”,标准依据的正是基础研究获得的数据、经验等,最终形成“标杆”。

 

 

“甚至在过去的知识体系内,一些影响因素可能是未知的,因此,就不会有针对地制定标准,而通过基础研究去发现,知道有影响、怎么影响,就可以考虑要不要制定标准。”丁建东强调,但有的方面合不合适制定标准,还需要标准科学方面的考量,因为标准有自己的特殊要求,要可控性、操作性强。

 

顾晓松认为,通过协同攻关,人类社会在未来的 10—15 年发展中,有望实现组织工程皮肤、组织工程角膜、组织工程脊髓、组织工程心脏、组织工程血管、组织工程肝、3D 生物打印与干细胞治疗等转化应用的目标。