细说组织工程(四) 山重水复疑无路、柳暗花明又一村

2020-05-14 23:29:15
#其他

曹谊林教授在美国的组织工程研究获得突破后不久,就回到了国内,建立了组织工程研究平台,在国内展开了全面的研究。受曹教授老鼠背上成功造出“人耳朵”的鼓舞,全世界各国政府在组织工程研究领域也投入了大量的人力物力,在很短时间内,组织工程研究成为生命科学领域最热门的研究项目之一。

全世界的科学家对几乎每一种组织和器官都展开了组织工程研究,各个亚专业的医生都想在实验室造一块自己专业可以用的组织或者器官,以便挽救患者的生命、或者改善他们的生活质量。但如我在前文所述,实际情况要比想象的困难很多。

曹教授最早做软骨组织工程研究,后来他带领研究团队先后开展了皮肤、骨骼、肌肉、肌腱、血管、神经等多种组织的组织工程研究,也取得了不少进展,但都难以应用到临床。

在其他组织的组织工程研究难以获得突破之后,曹教授把研究的目光又放回到了软骨上。因为软骨是一种非常特殊的组织,首先,软骨细胞的耐缺血能力很强,换句话说,软骨细胞对营养物质的需求很低,平时处于一种类似于休眠的状态,其功能就是维持组织的形态,并不需要很快的代谢,甚至可以说是体内代谢最缓慢,对营养物质需求最少的组织。其次,软骨结构十分单一,就是由软骨细胞和细胞外基质组成,内部没有血管神经等结构,可以说是体内结构最单一的组织。再有就是软骨的功能不复杂,更多的起到支撑的作用,功能不复杂,结构也就简单。

软骨的上述特点是其成为最有可能在组织工程领域获得突破的组织,这就是曹谊林教授又开始重点研究软骨的原因。

但软骨代谢慢的特点也成为了它的一个缺点,那就是细胞不好养、细胞不好好长,细胞养几代就很容易老化。针对这一问题,曹谊林教授展开了一些列研究,最终解决了这一难题。

软骨组织工程的另外一个难题是细胞分裂繁殖和合成细胞外基质的调控。曹教授找到合适的调控软骨细胞的生长因子,并优化其配比和使用量,解决了细胞培养与形成软骨的问题,但进一步在体外培养中发现,尽管软骨可以生长,但生物力学强度难以达到临床需要,就是造出的软骨硬度不够,没法在植入体内后维持其形状,解决这一难题的方法是在组织工程软骨培养到一定时间后把组织工程软骨植入体内,借助“上帝之力”来让软骨成熟,接近或者达到正常软骨的生物力学强度(主要是硬度)。

在解决了上述一些列问题之后,曹教授成功的造出了可供耳朵再造的组织工程耳软骨支架,并在三年前开始在临床进行研究,他和其他医生合作,先后为5位患者用组织工程软骨进行了耳再造。


据曹教授多次在学术会议上报告,术后的随访发现大部分病人的效果不错,但因为支架材料内部有人工支架材料,我们对支架材料的最终转归、以及其对耳朵远期形态的维持仍然不是很清楚。于是,我提出让他在体外为我培养一块不含支架材料的组织工程软骨,我通过雕刻来做出耳朵支架。没用太长时间,他真的拿来了一块组织工程软骨,我雕刻中发现这块材料就是一块“白花花”的软骨,其硬度也足够支撑雕刻形成的耳支架的形态。

于是,我和他合作全面展开了组织工程软骨耳再造的临床研究,曹教授也同时和其他大夫合作展开组织工程软骨鼻整形和气管再造的临床研究。相信我们在不久的将来可以为需要软骨的患者提供一块理想的材料,这一天应该不会太远了。

关于组织工程软骨研究的细节,因为涉及专利技术,我不好在这里详细介绍了,如果有患者感兴趣,我们可以在面诊时做详细介绍。



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