第五百二十七章 组织工程学，论人造膀胱的可行性（2/2）

“由此发展出了人工骨骼移植材料，以及人工皮肤等等。”

“这些案例代表了一个新型学科的兴起，这就是组织工程学。”

“操控多能干细胞使其分化成任意所需组织的能力，就是这一领域追求的终极目标。”

“但是目前人类还无法做到这一点，只能退而求其次，但利用人造支架构造出全功能的组织，就这一点，也非常困难。”

“主要难点有两个。”

丁冕说到这里，轻咳两声，端起秘书送进来的茶水，猛灌了一大口。

薛珅听得入神，连声催促道：“下面呢？接着说。”

“主要问题之一，就是人造结构中营养成分和氧气的扩散非常难以实现。”

“这意味着，构建出几微米的功能化小型细胞结构是可行的，事实上我们也已经研发出这样的微型人体组织结构，叫做类器官。”

“但是想让它们变得更大，同时保持活性，就很难，因为氧气和必须的营养物质无法抵达细胞层级。”

“真实组织中的输送是由非常复杂的生物机制与物理机制相互配合才得以实现，其中包括了血管的生成，可以在非常密集的环境中向细胞持续输送氧气和营养物质。”

“只有当细胞和毛细血管之间的距离不足200微米时，向细胞输送营养成分，并移除废物才可能实现。”

“所以呢，人造器官中，血管的生成一直是一个棘手的生物学与工程学问题。”

“另一个难点则在于寻找合适的细胞来源，从而提供足够多数量的细胞，最终生成具有医学意义的大型组织。”

“目前来说，大部分的人造器官移植，都有一个捐赠者，一般都是死人居多，因为这种不需要严格的配型。”

“科学家把捐赠者的器官，去除上面的供体细胞，留下一个组织支架，然后再植入受体的细胞，这样才能完成一次移植。”

“时间长了以后，供体的支架会降解在体内，新的细胞和血管会长出来，彻底形成一个新的器官。”

薛珅忍不住插嘴道：“就像人造血管一样。”

丁冕点点头，总结道：“是的，所以现在人造器官的难点就很明确了。”

“首先，我们无法从头开始用干细胞发育出一个完整的实体器官，不管是心脏也好，还是肾脏，肝脏。”

“所以，我们只能制造一个人工支架，可以是生物材料，也可以是聚合物材料，金属材料，甚至可以从死人或者动物的器官中取得。”

“接下来，我们把需要的细胞种植上去，可以是神经细胞，心肌细胞，视网膜细胞，等任何细胞。”

“然后，我们就卡在这里了，因为没有大量的细胞，无法把这个器官做得跟真实的器官一样大。”

“这一点，也许以后可以用多能干细胞分化技术来解决吧，总之我还是有信心的。”

“那如果这一困难解决掉，我们培养出了大量的细胞，都来自于同一个受体，因此也没有免疫反应，条件非常完美。”

“接下来，我们又遇到了致命性的困难，那就是人造器官没有血供，所有的细胞簇拥在一起，舒服地生长在细胞外基质组成的网络里，但是没有营养和氧气抵达，它们很快就会死去。”

“这个暂时还没有解决办法，一些比较简单的小型器官可以通过接到人的胳膊或者大腿上，利用人体自身的生长能力，长出血管和神经，从而解决这个问题。”

“但是对于大型器官来说，依然是无解。”

薛珅若有所思地说道：“你这么一说，我就明白了，确实难度很大。”

他随即笑了起来：“既然知道难点在哪里就好了，起码我们有了努力的目标，不是吗？只要不断朝着方向努力前进，迟早会解决掉这些困难。”

“啪啪啪！”丁冕鼓起掌来，大声赞道：“没错，你这样的态度，正是我辈科研人的精神，我一看就知道，这次没找错人。”

他摸了摸脑门，有些不好意思地说道：“对了，我好像还没来得及说，我的新项目，正是人造膀胱项目。”

“人造膀胱？”薛珅吃了一惊，随即兴奋起来：“原来你一开始说的就是这个啊，这属于中空非管状结构，难度也很大吧，你有把握吗？”

丁冕点点头，又摇摇头，说道：“不好说，我只有一个大概的设想。”

“说来听听？”薛珅再次伸了伸手。

丁冕扶了扶眼镜，侃侃而谈道。

“人造膀胱培育及移植手术在国外已经有了临床上的案例，但尚未普及，国内尚未有过先例，对需要切除膀胱的患者来说，普遍的手术方案是截取一段大肠，然后改造成膀胱，再把输尿管缝合上去。”

“这在临床上有很多限制，有些病人的肠道并不健康，无法截取肠道，另一个长期使用下来，也会导致一些问题。”

“人造膀胱移植技术就能完美地解决患者的困扰，不需要自体取材，对病人的身体条件也没有限制。”

“这种新膀胱仿造自真实的膀胱，由3层物质构成，外层为肌肉，内层为膀胱上皮，中间则是起着连接作用的组织蛋白胶原质，需要有一定的弹性，整个结构看起来非常像一个烘焙夹心蛋糕。”

“我刚才跟你说过，细胞的获取和培养并不难，只要从患者的膀胱上取下一些活细胞样本，将肌肉细胞和膀胱上皮细胞分别进行培养就行。”

“细胞培养好后，会放在一个膀胱形状的可降解生物支架上，等整个新膀胱培育好，就会移植到患者体内。”

“由于膀胱收缩起来的时候，是非常小的一团，又是空心的，所需要的细胞并不多，所以是相对容易的选择。”

“如果一切顺利，最多一个月，人造膀胱在病人体内就能像正常膀胱一样工作，再过几个月，可降解支架会被分解，人造膀胱上会长出血管和神经，跟周围的组织连接起来。”

“整个过程中，移植手术和培养细胞的技术都非常成熟了，我就能干。”

“唯一的难点在于生物支架，不过在人造血管研究成功后，也迎刃而解了。”

“我看过人造血管的性能参数，它所用到的弹性蛋白质非常适合人造膀胱，可以提供比正常膀胱高出几倍的弹性，因此能更好地控制排尿，显著改善患者的小便失禁症状。”

“这种生物材料只需要做一些改进，就完美适配人造膀胱这个项目。”

“你看怎么样？”丁冕兴致勃勃地伸出手，一脸期待地说道：“要不要一起干？”

薛珅顿时笑容满面，紧紧握住对方的手，坚定无比道。

“没问题，丁博，这次靠你带飞了。”

(本章完)