基本介紹
- 中文名：定製器官
- 外文名：Custom organs
- 性質：科學
- 類別：生物
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簡介
這種再生技術可以用於培養其他器官，事實上只要保持血液供給，任何種類器官都能培養出來，“按照這種理念(換細胞、留結構)，你可以制出任何器官，腎、肝、肺、胰”。英國伯明罕大學喬恩·弗蘭普頓博士說：“這項研究令人激動，雖然還需展開一系列後續研究，但它走出了第一步，展現出我們能夠修復受損心臟的前景以及把這種技術推廣到其他器官的可能。”
研究
2008年1月15日美國科學家用“換細胞、留結構”的方法，成功培養出全球首顆在體外可自我生長的活體心臟。他們計畫把這種再生技術推廣到多種器官，為眾多排隊等待移植器官的患者帶去福音。
該項技術共分四大步驟，其中最關鍵的是“去細胞化”技術：
第一步是去細胞化，從死老鼠屍體中取出一顆完整心臟，通過強力清洗劑浸泡的方法去除細胞，只留下由心室、血管、心臟瓣膜等構成的蛋白質“支架”;
第二步，從新生老鼠心臟抽取幹細胞，注入死老鼠心臟;第三步，把死老鼠心臟放入實驗室的無菌培養皿中，同時還使用一台起搏器，讓心臟充滿液體，以模仿血壓;第四步，死老鼠心臟細胞在4天后開始收縮，8天后更開始怦怦跳動。
老鼠心臟的去細胞化過程
老鼠心臟的去細胞化過程論文把這顆心臟稱為“生物人造心”。參與這項研究的哈拉爾·奧特說：“當我們看到它第一次收縮，我們激動得說不出話來。”作為這項研究的負責人，明尼蘇達心血管修復中心主任多麗絲·泰勒教授說：“為驗證理論，我們這次用的是未發育完全的心臟細胞……按照這種理論，我們就能用需要移植器官者的細胞，培養出血管或者整個器官，之後移植給他。”
“伯納德·奧布賴恩”顯微外科學會負責人韋恩·莫里森教授說：“這是研究人員首次在生物體外用組織培養出完整器官。這說明我們能夠製造出一顆心臟，它不僅看起來像心臟，像(正常)心臟一樣成長，更令人興奮的是還能改造原有血管。莫里森強調，這種血管細胞“再生長”具有重要臨床意義。
首例
2009年4月份，美國威克森林大學醫學院的器官工程師安東尼·亞塔拉和他的研究小組成了公眾的焦點，因為他們宣布，第一個定製的人類膀胱被順利植入患者體內。在一個月之後的報告中，他們使用同樣的器官再造技術修復了野兔被損傷的陰莖，恢復了野兔的性功能，從而打開了一扇從根本上解決男性性功能障礙的大門。他們的下一項大挑戰是培養人體中最複雜的器官之一：腎臟。
亞塔拉從1999年開始從事膀胱再造的工作，在得到第一批7個膀胱肌病患者的細胞後，他和同事就開始嘗試人工培養那些細胞。他們將細胞植入能被生物分解的膀胱形狀的框架中，然後再將他們培養出的器官移植到病患的病灶處。今年春天，他們通過一本重要的醫學期刊宣布所有的膀胱移植者都十分健康，這開創了器官再造史上一個重要的里程碑。
其他案例
英國《柳葉刀》雜誌網站2008年11月19日報導，這名患者名叫克勞迪婭·卡斯蒂略，住在西班牙巴塞隆納，30歲，育有兩個孩子。
由於患有肺結核，卡斯蒂略有一根位於左肺與氣管連線處的支氣管受到感染產生病變，已經無法治癒。如不及時處理，她可能不得不接受左肺切除手術。
失去左肺，卡斯蒂略將無法正常生活，若接受移植治療，她又必須面對排異及細胞壞疽等危險。醫生向她提出建議：採用一種全新治療方法，再造氣管移植。
卡斯蒂略說：“起初我很害怕，因為我將是第一個接受這種手術的人。但我有信心，我相信我的醫生……（採用這種療法）可以不摘除我的左肺，只需換掉壞死的氣管，那樣我就可以恢復正常生活了。”
卡斯蒂略6月在巴塞隆納大學醫院接受了移植手術。手術後10天，她就出院回家，還可以自己照顧孩子。
再造氣管
這個手術由來自西班牙、義大利及英國的多位醫學專家及外科醫生聯手協作完成。他們集合各人所長成功實現了氣管再造及移植過程。
專家使用了由一名51歲捐贈者捐獻的氣管，先用義大利帕多瓦大學開發的技術，把這段約7厘米長的氣管清洗“乾淨”，去掉其中可能引起排異反應的細胞。
接下來，醫生採集了卡斯蒂略的骨髓幹細胞。馬丁·博查爾教授在英國布里斯托大學實驗室里把這些幹細胞培養繁殖，用促生長蛋白把細胞嫁接進移植氣管中，生成適合受捐者的氣管。
最後，通過手術將卡斯蒂略壞死的氣管切除，植入再造氣管。
這項研究的主要專家，西班牙巴塞隆納大學教授保羅·馬奇阿里尼說：“手術後4天，移植氣管已經基本和其他氣管一樣。”其他參與專家均認為手術非常成功。
使用及意義
未來使用
2016年。研究小組已經成功再造了一部分可以分泌出尿液物質的腎臟組織，接下來關鍵的一步將是培育出數百萬對於一個功能良好的腎臟來說必不可少的腎元（或稱之為尿素循環管）。
意義
造福220萬心力衰竭患者
全球現有220萬心力衰竭患者，但可供移植的心臟奇缺，而且患者接受心臟移植後容易產生排異反應，不得不終生服用抗排異藥物。而這些藥物若長期服用，可能導致患者出現腎衰、高血壓、糖尿病等症狀。
這種新技術為解決以上問題提供可能。按照明尼蘇達大學研究團隊的理論，如果把一顆心臟原有細胞去除後，植入待接受移植者的幹細胞，再把長出的新心臟植入他的體內，“新心”會像他被摘掉的“舊心”一樣被滋養、調整和生長。這樣就能大幅降低排異反應，同時解決可移植心臟緊缺的問題。
澳大利亞昆士蘭大學生物工程和納米技術學會的安尼塔·托馬斯博士對這一成果臨床前景持謹慎態度。
托馬斯博士說：“我們需要看到這些人造心臟植入動物體內一段時間後的效果。這篇論文的作者掌握了必要技術，但尚未匯報後續情況。我們期待他們下一篇論文面世。”
泰勒也承認，要把這種技術套用於臨床治療還為時尚早。她計畫在條件合適時用這種技術培育一顆人類心臟，“我們的長遠目標是用患者幹細胞培養出一顆新的心臟”。
