迈向新世纪的医学步伐

【台湾《民生报》１月２５日文章】题：２００１年迈向新世纪的医学步伐
三只耳朵的老鼠，怪不怪？而且多出的一只耳长在背部；更怪的是，那不是老鼠耳朵，而是一只活生生的人耳。
这是美国麻省理工学院和马萨诸塞州大学组织工程师的精心杰作。三耳老鼠代表了２００１年后新世纪医学的发展；正蓬勃发展的组织工程学，几乎可让任何生物物质都从培养皿中制造出来。
生物工程制造的皮肤、骨骼和软骨早已进入诊所。但实验室培养的器官还有很长的路要走。少数目光远大的科学家正设法把活组织和精巧电子零件结合，做成大脑或眼睛装置，而在实验室制造出有功能的手或心脏，可能还要等数十年，但这幅景象变得愈来愈真实。组织工程领域的创始人约瑟夫·瓦坎蒂说：“我想下个世纪我们会晓得：如何为人类每一个器官制造出活生生的代用品。”培养皮肤代用品
应市的第一批试管组织是皮肤、骨骼和软骨等的“结构”组织。数家生物科技公司正争相申请皮肤代用品专利。这类产品将为灼伤和其他严重伤口治疗带来革命，它可解决皮肤来源匮乏及移植引起的排异问题。科学家并利用婴儿割包皮下来的剩余物资，大量制造出如明信片大小的皮肤片，耐用、品质一致，且易为人体所接受。
加州先进组织科学公司（ＡＴＳ）则用可以生物分解的格状支架，制造相当于人体的真皮层。马萨诸塞州器官生成公司则培养出更完整的皮肤代用品，包括真皮和表皮。这两家公司均已向美国食品和药物管理局提出申请，希望用以治疗无法愈合的深层皮肤溃疡。
人造骨骼近乎天然除了制造皮肤外，骨骼代用品也在研究中。目前一旦要置换骨骼组织，只有从病人其他部位或死者取得骨骼，过程痛苦、危险，花费昂贵。现已有数家公司销售由珊瑚或其他外来物质制成的骨骼代用品；甚至还可以把植入物变成人体活生生的一部分。
得克萨斯州大学化学家理查德·拉戈利用磷酸钙，制造近乎天然骨骼的结构。依植入部位不同，可制出细孔多少不一的骨骼。植入后，它们会在体内持续分解，与四周组织重新生长。目前只针对六只狗进行实验，情况良好。
软骨不像皮肤和骨骼可自行修复，因此，也有数家实验室正积极培养软骨。美国和瑞典的医师均已采用这种技术治疗膝盖受伤。心脏、泌尿道瓣膜培养
透过这些基本组织的培养，研究人员深信，几乎任一组织或器官都可制造出来。麻省理工学院和波士顿儿童医院科学家，也就是制造三耳老鼠部分成员，如儿童医院的瓦坎蒂和麻省理工化学工程师蓝格，开发一种把须替换的组织细胞，置于一只可生物分解的模型支架的新技术。这个支架浸泡在适当养分和生长因子内数周后，细胞生长包裹住支架，形成了一组织植入物。利用此技术，研究人员制造出心脏瓣膜和泌尿道瓣膜。制造乳房取代硅胶
波士顿复制生成公司现已展开人体测试，希望人工培养的泌尿道瓣膜两年内能达到量产目标。他们还进一步计划以蓝格和瓦坎蒂的技术，制造天然乳房组织，以取代现行食盐水和硅胶的隆乳填充物。五官、组织置换不是梦
ＡＴＳ公司已取得将实验室培养的五官上市专利权。由麻省理工培养的三耳老鼠看来，理论上，要置换受伤的耳朵、鼻子或眼袋，只要依核磁共振扫描的影像，制造一只支架，就可培养成功。幸运的话，数十年内，人体全部的组织和器官都可由人工代用品置换。不过，内脏较为困难。但是，也有人乐观地预测，假以时日，实验室将会培养出完全功能的肾脏或肝脏。猪胰小岛移植可免注射科学家并发现，即使只是一小撮重要细胞，亦能救人一命。
３９岁的德州人史密斯，与所有幼年型糖尿病患不同；他已３０多年无须注射胰岛素了。他接受２００万个胰小岛细胞植入手术，现在体内已有充分的胰岛素可用，因此，他可尽情吃冰淇淋。不过他仍须服用抗排异药，以预防免疫系统攻击胰小岛细胞的排异作用。
还有数家实验室尝试把猪的胰小岛细胞包裹在有半渗透性的细微小球内，再植入人体。这些小球以合成网膜包裹，一方面可自外吸收养分，一方面可释出胰岛素，且不致引起排异，即将展开人体试验。培养肝细胞寄托三维印表机
肝细胞无法像胰小岛细胞一样，在隔绝的环境中运作，因此瓦坎蒂等希望能培养出完整的肝脏。
这个希望就寄托在称为三维的印表机上，从其影像制造真实的物体，再一层、一层地累积起来，制造出立体结构。这种仪器原用于设计飞机引擎，研究小组成员葛瑞菲丝想到可以用来制作更好的人体器官模型。她和瓦坎蒂已开始用精密的肝脏模型培养肝细胞，现在可以看到肝细胞在新的肝脏模型支架上“分化”，形成血管系统的雏形。ＬＶＥＳ强化低视力
组织工程可以培养器官，大脑和神经系统的制造，也许还有一段长路，不过，科学家正在学习如何培养神经细胞，少数有远见的人也以此开发机械代用品。
工视觉系统ＬＶＥＳ就是其一。全名为低视力强化系统，是由约翰·霍普金斯医学院的马索夫和同事，利用美国航空航天局的技术研发而成，两年内可上市。它虽无法恢复失明者的视力，但可造福低视力的人。
ＬＶＥＳ外观像护目镜，有两个广角细微照相机和一对可变焦的镜片，把影像输入佩戴腰间的一副电池供电装置。在影像放大、增强对比后，再投射到护目镜荧幕上。效果有点像从１．２米处看一部六十英寸的电视。芯片植入复明有望但使用ＬＶＥＳ的人至少还要有一部分视力。研究人员正致力开发让失明人士也可用的装置。一个研究方向是：麻省理工和马萨诸塞州眼科暨耳科医院正在研发的细微电脑芯片，把芯片植入眼睛后方，从护目镜上的激光接收视觉资料后，透过大脑的视神经，与视觉脉冲相联系。另一研究方向是，犹他大学生物工程师诺曼，把一套描绘照相机信号的系统，直接植入大脑的视觉皮质中。当然，这两套方法要运用在人类身上，还有数十年之久。子宫孕育生命无可取代
不论科学家们多擅长制造替代人类的器官组织，但从实验室中培养出完整的人体，还遥遥无期。２１世纪的婴儿还是得在子宫内孕育，医学科技无法让怀孕不到２４周的婴儿继续生长，因为他们的肺还未能呼吸呢！