有多少器官可以人造

秋菊

在上世紀(jì)70年代的美國(guó)超級(jí)英雄電視劇《無(wú)敵金剛》中，李·梅杰斯主演的史蒂夫·奧斯丁可以利用仿生技術(shù)重建自己的身體，使自己“更好、更強(qiáng)、更快”。如今，在現(xiàn)實(shí)中，隨著人造器官技術(shù)的日益發(fā)展，越來(lái)越多的患者獲得了新的希望。究竟有多少器官可以人造？多少肢體可以像零件一樣更換呢？

人造皮膚——外觀如餃子皮，使用像創(chuàng)可貼

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期研究和反復(fù)實(shí)驗(yàn)，由我國(guó)自行研制的人造皮膚已于近期臨床應(yīng)用。

據(jù)專(zhuān)家介紹，這種人造皮膚直徑約6厘米，厚度為2毫米，外形看起來(lái)就像張餃子皮。其來(lái)源于被割掉的、沒(méi)有受過(guò)污染、最為純凈的新生兒包皮。這種將包皮的細(xì)胞消化、分離、培養(yǎng)后提取真皮組織和表皮組織，而后再將表皮細(xì)胞、真皮纖維細(xì)胞復(fù)合于牛膠原蛋白支架上重新長(zhǎng)成的“人造皮膚”，不僅具有真皮層和表皮層，在色澤、質(zhì)感、生物相溶性上也都實(shí)現(xiàn)了以假亂真。

該人造皮膚可用于燒傷、燙傷、潰瘍?cè)趦?nèi)的皮膚創(chuàng)傷類(lèi)以及皮膚缺損患者。其使用方法很簡(jiǎn)單，就像用創(chuàng)可貼一樣，在無(wú)菌條件下打開(kāi)內(nèi)包裝，小心清洗皮片，去除殘余液體，然后分清正反面揭除尼龍膜，貼在創(chuàng)面，之后用紗布包住即可。專(zhuān)家說(shuō)，目前臨床使用過(guò)的患者，沒(méi)有出現(xiàn)排異反應(yīng)，一般在貼人造皮膚期間，患者也沒(méi)有任何感覺(jué)，不痛不癢，以后就和自體皮膚一樣。

人造心臟——降低血栓形成自動(dòng)調(diào)節(jié)心率

以往人們心臟出現(xiàn)重大問(wèn)題只能等待心臟移植，但由于可供移植的心臟器官與等待移植手術(shù)的病患數(shù)量存在很大差距，使得很多人在等待心臟移植的過(guò)程中死去。因此用人造心臟來(lái)替代病變或損壞的心臟一直是醫(yī)學(xué)界的夢(mèng)想。如今，人造心臟的臨床應(yīng)用已成為可能。

其實(shí)人造心臟早已有之。1969年，丹頓·庫(kù)利伊博士首次對(duì)47歲患者哈斯克爾·卡爾普進(jìn)行人造心臟移植，但該心臟僅維持了3天跳動(dòng);1982年，美國(guó)醫(yī)生巴爾尼·克拉克在猶他州鹽湖城接受了人造心臟移植手術(shù)，并存活了112天，但這112天的生命質(zhì)量并不高，他被固定在一張?zhí)刂频牟〈采喜荒軇?dòng)彈，身上插滿(mǎn)了各種各樣的管線(xiàn)，還得忍受與人造心臟協(xié)同工作的空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的巨大噪聲;2001年，一名生命垂危的心臟病患者在美國(guó)肯塔基州被植入了一顆與體外徹底隔絕、能夠自主運(yùn)行的人造心臟。該人造心臟由醫(yī)用塑料和金屬鈦制造，內(nèi)部裝有一個(gè)用微型電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的血泵，動(dòng)力由一個(gè)同時(shí)植入患者體內(nèi)的電池提供，電池可以保證人造心臟正常工作數(shù)年，一旦電池電力即將耗盡，只需進(jìn)行手術(shù)，對(duì)電池進(jìn)行充電即可繼續(xù)使用。

近期，號(hào)稱(chēng)世界上最接近人類(lèi)心臟的人工心臟——由法國(guó)嘉瑪醫(yī)療設(shè)備制造公司制造的人工心臟，已獲得比利時(shí)、波蘭、沙特阿拉伯與斯洛維尼亞4個(gè)國(guó)家的批準(zhǔn)，即將首次植入于人體進(jìn)行試驗(yàn)。

這種人造心臟經(jīng)歷15年的研發(fā)，其與人類(lèi)心臟大小相當(dāng)，重約1公斤，表面由人造制品和動(dòng)物組織制成，由兩個(gè)小型電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)。在植入病人胸腔后，通過(guò)感應(yīng)器上收集到的信息來(lái)模仿真實(shí)器官的各種反應(yīng)，并通過(guò)皮膚上或插在病人耳朵后面的電磁感應(yīng)器，驅(qū)動(dòng)控制器控制人造心臟，唯一的體外部分是一個(gè)有5小時(shí)燃料使用期限的電池。

值得一提的是，該人造心臟的設(shè)計(jì)者通過(guò)對(duì)“生物假體性”豬軟骨進(jìn)行特殊消毒以及精確復(fù)制出與人類(lèi)心臟同樣的血流降低了血栓形成的風(fēng)險(xiǎn)——這是制造人造心臟道路上一塊主要的攔路石。

得益于應(yīng)用于導(dǎo)彈技術(shù)中的電子傳感器技術(shù)，這種心臟能針對(duì)患者處在靜止坐著、爬樓梯或是輕快邁步等不同狀態(tài)及時(shí)反應(yīng)，自動(dòng)調(diào)節(jié)血壓、血流速度以及心率。此外還能對(duì)人造心臟的運(yùn)作情況進(jìn)行及時(shí)監(jiān)控和診斷，節(jié)省病人頻繁跑醫(yī)院做常規(guī)檢查的時(shí)間。

人造腎——自體細(xì)胞制造減少排異反應(yīng)

對(duì)于很多慢性腎衰患者來(lái)說(shuō)，透析是維持他們生命的救命稻草，但同時(shí)透析也限制著他們生活中諸多方面的自由。不過(guò)美國(guó)研究人員正在研發(fā)的一款人工腎臟，有望幫助慢性腎病患者擺脫束縛。

研究人員利用清洗液，把老鼠腎臟上的活細(xì)胞剝離下來(lái)，只剩下一個(gè)由膠原結(jié)締組織組成的蜂巢狀“支架”，然后把剛剛出生的老鼠的腎細(xì)胞植入到這個(gè)支架里，并用人類(lèi)的內(nèi)皮細(xì)胞取代血管內(nèi)壁。接著把這些器官放入一個(gè)生物反應(yīng)器，并在氧氣和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的滋養(yǎng)下，培養(yǎng)12天。在這段時(shí)間里，“幼苗”細(xì)胞會(huì)不斷生長(zhǎng)和分裂。試驗(yàn)顯示，這種人造腎臟能夠過(guò)濾血液，產(chǎn)生尿液，產(chǎn)尿效能達(dá)到天然腎的23%。把它們移植到老鼠體內(nèi)后，它們能繼續(xù)產(chǎn)生尿液，產(chǎn)尿效能下降至5%，但沒(méi)有出血或者是血塊形成的跡象。

這項(xiàng)研究的負(fù)責(zé)人哈羅德·奧托博士說(shuō)：“如果這項(xiàng)技術(shù)能夠用來(lái)進(jìn)行人類(lèi)級(jí)別的移植，目前正在等待腎源，或者不是移植候選者的腎衰竭患者，從理論上來(lái)說(shuō)就能移植用他們自己的細(xì)胞培養(yǎng)出的新器官?！彼硎?，這種“改造腎”與患者匹配，患者接受移植后不需要終身服用抗排異藥物。這將大幅增加可移植器官的數(shù)量。

不過(guò)，這款用于實(shí)驗(yàn)的設(shè)備距離醫(yī)學(xué)實(shí)踐還有很長(zhǎng)的路要走，現(xiàn)在科學(xué)家正在剝掉豬腎和人類(lèi)腎臟上的細(xì)胞，開(kāi)始著手這項(xiàng)技術(shù)更大規(guī)模的應(yīng)用。

人造耳——模擬大腦信號(hào)噪音“捕捉”談話(huà)

仿生耳的出現(xiàn)已有40多年了。耳蝸植入裝置將聲音轉(zhuǎn)化成電脈沖信號(hào)傳入大腦，讓使用者能夠聽(tīng)到。不幸的是，這種裝置無(wú)法調(diào)整到具體的聲音，因此在喧鬧的環(huán)境中患者聽(tīng)人講話(huà)會(huì)很費(fèi)勁，并且很難享受到音樂(lè)的樂(lè)趣。鑒于此，澳大利亞的科學(xué)家正在研發(fā)新型可移植仿生耳，通過(guò)模擬大腦使用電信號(hào)“捕捉”他人談話(huà)，能夠讓耳聾患者重新恢復(fù)聽(tīng)力，讓他們清楚地聽(tīng)到人們的說(shuō)話(huà)，并且享受音樂(lè)。

澳大利亞拉籌伯大學(xué)的副教授托尼·鮑里尼領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)在英國(guó)雜志《神經(jīng)工程》上發(fā)表論文稱(chēng)，當(dāng)人們傾聽(tīng)他人說(shuō)話(huà)時(shí)，沿著神經(jīng)從耳朵到大腦的電脈沖的頻率和響應(yīng)時(shí)間非常重要，大腦使用神經(jīng)細(xì)胞中的電脈沖的頻率和放電時(shí)間來(lái)對(duì)被聽(tīng)到的聲音進(jìn)行編碼，以便將說(shuō)話(huà)者的聲音從背景噪聲中區(qū)別開(kāi)來(lái)。

鮑里尼表示，通過(guò)將與神經(jīng)細(xì)胞放電的確切時(shí)間相關(guān)的信息考慮在內(nèi)，大腦能夠更好地理解聲音。接受這些信息的人接受聲音的能力大大加強(qiáng)，接受的音量范圍也更大，而這兩方面對(duì)于患者理解他人說(shuō)話(huà)都非常重要。因此，復(fù)制這些信息，將有望提高病人理解他人說(shuō)話(huà)的能力。

研究人員據(jù)此在研究新的仿生耳，希望這種仿生耳能夠讓耳聾病人恢復(fù)聽(tīng)力，讓他們?cè)卩须s的環(huán)境中能夠聽(tīng)到他人說(shuō)話(huà)。

人造眼睛——植入芯片產(chǎn)生電脈沖

黃斑變性和視網(wǎng)膜色素變性是兩種最常見(jiàn)的致盲眼病，僅在英國(guó)就有病例約100萬(wàn)。德國(guó)醫(yī)生利用高科技手段讓3名失明患者重見(jiàn)光明，患者眼球被植入了一種類(lèi)似數(shù)碼相機(jī)中使用的帶有多個(gè)電子傳感器的芯片，當(dāng)光線(xiàn)照射到傳感器時(shí)，傳感器產(chǎn)生的電脈沖就會(huì)進(jìn)入眼球后部的視覺(jué)神經(jīng)和大腦中。據(jù)報(bào)道，這些患者視力恢復(fù)程度足以區(qū)分水果和刀叉餐具等物體，甚至可以閱讀出自己的名字。

46歲的芬蘭財(cái)務(wù)顧問(wèn)米卡·泰爾霍就是首批在臨床實(shí)驗(yàn)中，接受移植手術(shù)的患者之一。移植手術(shù)給他的生活帶來(lái)了翻天覆地的變化，他已經(jīng)走出了完全失明的黑暗世界，能識(shí)別出物體的模糊黑白輪廓，并能讀出時(shí)間。

“剛植入芯片后，我看到一些模糊的東西，我的視力仿佛是長(zhǎng)期沒(méi)有活動(dòng)的肌肉一般，需要訓(xùn)練才得以恢復(fù)。我慢慢習(xí)慣辨認(rèn)物體，后來(lái)看到人影，并可以識(shí)別出個(gè)頭高矮。雖然暫時(shí)看不清人臉，但這樣已經(jīng)使我更能自理，過(guò)上正常人的生活了?！碧柣粽f(shuō)。

新研究負(fù)責(zé)人、德國(guó)圖賓根大學(xué)教授埃伯哈特·茨倫納已經(jīng)通過(guò)更換電源的方法改善患者觀看物體的細(xì)節(jié)情況。目前芯片充電仍需通過(guò)一根穿過(guò)皮膚的電磁導(dǎo)線(xiàn)輸入外部電源。茨倫納希望植入芯片能具有智能化圖像處理能力，以提高圖像對(duì)比度和粒度。

目前一項(xiàng)更大規(guī)模的臨床實(shí)驗(yàn)正在策劃之中。雖然大部分研究的目標(biāo)都是幫助失明患者，但并不意味著這種技術(shù)是座“獨(dú)木橋”，一些科學(xué)家也希望借此改善健康人群的視力，甚至用帶有顯微電路的人工透鏡生產(chǎn)可佩戴顯示裝置，向佩戴者衍射地圖、電腦顯示等內(nèi)容。

人造手臂——通過(guò)電極捕捉信號(hào)后模擬相應(yīng)的動(dòng)作

13歲的倫敦男孩帕特里克·凱恩安裝了一只由英國(guó)科技公司“觸摸仿生公司”生產(chǎn)的假體上肢，i-Limb脈沖手。對(duì)于在9個(gè)月大時(shí)就因腦膜炎而失去左手的帕特里克來(lái)說(shuō)，這種革命性的脈沖手意味著他甚至可以用新手指夾起葡萄。他說(shuō)：“這只手與眾不同，它可以幫助佩帶者做一些很精細(xì)的事情?，F(xiàn)在我可以用雙手打開(kāi)瓶蓋、握住叉子，甚至還可以系鞋帶?！?/p>

帕特里克的假體上肢的工作原理是：通過(guò)兩個(gè)電極與上臂皮膚相連，當(dāng)他繃緊一塊肌肉，電極下的神經(jīng)所產(chǎn)生的微小電脈沖就會(huì)使手部握緊;繃緊另一塊肌肉時(shí)，則使手掌打開(kāi)。

研究人員目前正在研究使患者擁有更大控制權(quán)的假肢。只要能深入了解人體神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制四肢運(yùn)動(dòng)的原理，研究人員就可以設(shè)法讓機(jī)械手臂像真人手臂那樣控制自如。當(dāng)人們想移動(dòng)手臂時(shí)，其大腦會(huì)產(chǎn)生微弱的信號(hào)，通過(guò)電極捕捉到這些信號(hào)后，機(jī)械手臂就可以模擬相應(yīng)的動(dòng)作。