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举个例子,这个漂亮的蓝色珍珠贝壳,它其实是被玛雅人当作人造牙齿来使用的。我
们还不是很确定他们为什么要这么做。这东西坚硬,但它也具备其他特征。实际上,当他们把它放进颚骨时,它可以和颚骨结合在一起。现在,在精密的成像技术的帮助下,我们明白了,之所以能结合,部分原因是因为这种材料的设计有非常独特的地方,它有良好的化学性质和良好的构造。而且我觉得,在很多方面,我们可以把蓝色珍珠贝壳和玛雅人这个例子,当作“蓝牙技术”的首个真正应用。
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Harold Ridley眼科医生进行首例关于人工晶体的手术(图片来源:Twitter)
如果我们思考整个历史进程中人类如何巧妙运用不同材料的,我们会发现,极具创意通常是一些医生。一个我很欣赏的例子是关于哈罗德•里德利爵士的。他是一位著名的眼科医生,至少是成为了著名的眼科医生。在二战期间,他注意到执行完任务回来的飞行员的眼睛里,有一些细小的碎片藏在里面,但比较有趣的是,这些碎片材料并没有引发任何炎症。经过调查他发现,这是一些塑料碎片,是喷火式战斗机座舱罩的一部分。由此他提出把这种材料当作人工晶体的新材料。它叫做PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯),如今它每年都造福数百万人民,帮助预防白内障。
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人工晶体的新材料PMMA(图片来源:Hexavision)
这是一个很好的例子,从中我们发现,过去人们选择某种材料因为它是生物惰性材料,他们只想发挥它的机械性能。当其植入体内,不会有任何不良反应。而我想证明的是,在再生医学领域,我们的观念已发生改变,不再从生物惰性材料上取材,
我们现在在积极寻找新的材料,能和人体相互作用的生物活性材料,并且我们能将之植入体内,它们发挥作用之后,随着时间的推移它们会自动溶解。
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组织工程示意图(图片来源:The Stevens Group)
我们看下这个示意图,它给我们展示了组织工程的过程。从机体获取少量的活体组织,用特殊的酶或其他方法将细胞(又称种子细胞)从组织中分离出来在体外进行培养扩增,然后将扩增的细胞与具有良好生物相容性、可降解性和可吸收的生物材料(支架)按一定的比例混合,使细胞黏附在生物材料(支架)上形成细胞-材料复合物;将该复合物植入机体的组织或器官病损部位,随着生物材料在体内逐渐被降解和吸收,植入的细胞在体内不断增殖并分泌细胞外基质,最终形成相应的组织或器官,从而达到修复创伤和重建功能的目的。
我们都知道干细胞,是一类具有多向分化潜能和自我复制能力的原始的未分化细胞,是形成哺乳类动物的各组织器官的原始细胞。如果我们想想那些在全世界不同的实验室里,人们正试图再生的各种不同类型的组织,基本就包括了差不多你能想到的所有组织。事实上,那些组织的结构都挺不同的,要怎样去再造组织,绝大部分要取决于,你的病人是否有一些潜在疾病,以及一些其他的条件。你还需要非常认真地考虑使用什么材料,考虑它们的生化特征,它们的结构,和其他的一些特性。
我们身体里的组织都具有非常不同的再生能力。我们来看看可怜的普罗米修斯(希腊神话中人名,为人类盗火种甘受罚),他做了一个比较不幸的职业抉择,然后就被希腊的神给惩罚了。他被绑到一块石头上,然后每天都会有一只老鹰飞过来啄食他的肝。当然,他的肝每天都会再生,所以他就这样日复一日,年复一年,永远不停地接受神的惩罚。肝会这样完美地再生,但如果我们想一下别的组织,比如像软骨,哪怕是最简单的小切口,软骨都很难再生出来。所以,再生能力是因组织而异的。