组织工程:再造美的奇迹

一年前，中国工程院院士、上海整复外科研究所所长张涤生教授接待过一位来自晋北的电视编导。这位编导的孩子已10岁，生下来就少了左耳，只有几颗小肉疙瘩长在头颅的一边。从医学角度来说，这个孩子是患了先天性鳃弓畸形的左外耳缺失症。张涤生告诉女编导，现在孩子的年龄还小，可以等上三四年再进行手术，到那时孩子头面部发育趋于完全，再造耳朵效果会更好。而且更重要的是，那时可以应用一项医学上最新的技术――组织工程来进行再造手术。与传统的手术方法相比，既省时间，又少痛苦，外形则愈加完美，可望达到乱真的程度。

目前，修复缺损器官的方法一般有自体移植、异体移植和组织代用器三种。但它们各有弊端。比如自体移植要以牺牲患者正常器官组织为代价，这种“拆东墙补西墙”的办法不仅会增加患者痛苦，还因有的器官独一无二，无法作移植手术；异体移植最难解决的是组织免疫排斥反应问题，失败率极高，加之异体器官来源有限，供不应求，因而难以实施；动物器官移植同样存在排斥反应，而且还要冒着将动物特有的一些病毒传染给人类的危险；而采用组织代用品如硅胶、不锈钢、金属合金等，它们致命的弱点是与人体相容性差，不能长久使用，还易引起感染。

近十年来，科学家们运用生物工程技术，利用人体残余器官的少量正常细胞进行体外繁殖，既可获得患者所需的、具有相同功能的器官，又不存在排斥反应，已取得了令人满意的成果。不少新近成立的生物技术公司正准备推出商品。再生的和在实验室培育的骨骼、软骨、血管和皮肤，以及胚胎期的胎儿神经组织都在进行人体试验。肝脏、胰脏、心脏、、手指和耳朵等正在实验里生长成形。科学家们甚至正在尝试培育能充当药物释放渠道的组织唾液腺能分泌抗真菌蛋白质；皮肤能释放生长激素；基因工程器官能矫正患者自身的遗传缺陷等等。

“这一切预示着世界外科领域将跨入一个前所未有的崭新时代。”张涤生教授一语为我们揭开了人体组织工程学的奥秘。张涤生教授说，组织工程是应用细胞生物学和工程学原理，在实验室里将人体部分的组织细胞进行人工培养繁殖，扩增千万倍，再把这些细胞种植和吸附在一种生物材料的支架上，然后一并移植到人体内所需要的部位。值得一提的是，这种支架必须相容性好，并可以在人体内逐步降解、吸收。其实，外科手术中使用的多种创口缝合线就是一种生物材料。医生用这种缝线把创口缝牢，过几个月后创口愈合，这类缝线也逐渐降解，被人体吸收和排泄了。在组织工程中，用这类材料制成的各种三维结构的细胞培养载体，即支架，可以在细胞再增殖过程中为它们提供营养物质，进行氧和二氧化碳交换，并排泄废料，而它自身却又逐渐被人体降解、吸收和排泄，最后就形成了有特定功能和形态的新的组织和器官，达到修复和再造的治疗目的。

对组织工程学的研究始于本世纪80年代，那时，美国波士顿麻省大学和哈佛大学开始建立相关实验室。1990年，首次用裸鼠的肋骨在裸鼠背上成功预制了人耳廊软骨支架，再造了形态逼真的人耳廊。到了1996年，中国留美学者曹谊林博士经过两年的潜心研究，成功地用大白兔的肋骨在兔耳上再造人耳廊，且形态更为完真，一举震惊了世界医学界。最近，一个专家小组还计划在实验室的人造模板上，用人体心脏组织培育新的心脏。这项投资达60亿英磅的研究计划由英、美、加和瑞士等国的著名科学家参与。

名副其实的备用人体器官将在数年内由实验室走向患者。在美国巴萨诸塞大学，由查尔斯・瓦坎蒂领导的一个研究小组正在生物反应器里为两位切掉拇指的机械师培育拇指的指骨。瓦坎蒂说，他们会把其中的一个拇指或者两个拇指移植给患者。与此同时，安东尼・阿塔拉博士领导的一个由波士顿儿童医院的医生组成的小组正计划把用胎儿细胞培育的膀胱植入人体。

培育人体组织的最大“市场”是用于治疗口腔疾病。用人体组织工程学培育的首批替代材料之一是美国阿特丽克斯公司生产的Atrisorb，这是一种掺有生长激素和疗效药物的可吸收生物材料，它能促进牙龈组织再生前，科学家们已经克隆和排列出生成珐琅质的全部基因顺序，实验室培育的人体珐琅质将在4―10年后出现。从事这项研究的专家宣称，如果龋洞能用原先的组织填充，那么我们将再也不必用传统的方法补牙了。

可以预料，21世纪医学整形领域必将出现更加辉煌的奇迹，这决不会是一句臆断的空话。