人造器官造福人类

作者: 奥秘精灵;小好问;小粗心;小灵通

小灵通一边翻看着报纸,一边说:“还记得《绿野仙踪》里面希望拥有一颗心脏的铁皮人吗?如果他生活在现在,或许不用靠魔法师的法术就能拥有自己的心脏了。”

一旁的小好问满脸的疑惑:“怎么可能?难道你准备让奥秘精灵为他安一个心脏吗?”

小灵通指着报纸上的新闻说:“我们可以为他安一个人造心脏。英国有一个被植入了金属心脏的病人,他就用人造心脏活了7年。”

第一关从移植到制造

自古以来,人们就在想:如果身体的某一个器官不能正常工作了,能不能像机器更换零件一样被更换掉。最开始人们想到的是器官移植,但是由于器官捐献者太少,要找到合适的器官也不容易,于是科学家们开始研究制造能代替人体器官正常工作的人造器官。你们知道科学家们是如何实现这一壮举的吗?

小粗心:“我想是利用高科技电子手段,制作出像报纸上说的金属心脏。”

小灵通:“我看过科学家在老鼠体表培养人造耳朵,这也是方法之一。”

小好问:“好像还有科学家利用病人自身的细胞来‘制造’人体器官。”[关主释答]

你们说的是不同的人造器官类型。目前人造器官主要有三种:机械性人造器官、半机械性半生物性人造器官、生物性人造器官。

机械性人造器官是用没有生物活性的高分子材料仿造一个器官,并借助电池为器官提供动力。目前,日本科学家已利用纳米技术研制出人造皮肤和血管。

半机械性半生物性人造器官是将电子技术与生物技术结合起来。在德国,已经有肝功能衰竭的患者接受了人造肝脏的移植。这种人造肝脏将人体活组织、人造组织、芯片和微型马达奇妙地组合在一起。

生物性人造器官则是利用动物身上的细胞或组织,“制造”出一些具有生物活性的器官或组织。其中一部分是异体人造器官,是在猪、老鼠、狗等身上培育人体器官;另一种则是自体人造器官,它是利用患者自身的细胞或组织来培育人体器官。

前两种人造器官和异体人造器官,移植后会让患者产生排斥反应,因此科学家最终的目标是自体人造器官。

第二关人造器官的生产

目前,世界上的人造器官几乎可以替代所有的人体器官了。科学家还乐观地预料,不久以后,医生可以根据患者的需要,成功地制造出自体人造器官,延续患者的生命。你们能想象这神奇的生产过程是怎样的吗?

小粗心:“我想是利用细胞自我复制的功能,把原器官的某些细胞保留下来,然后让它们慢慢长大‘成熟’。”

小灵通:“照你说的,如果让细胞自然生长,不一定会长成什么样子呢。应该还有某种定型的装置。”

小好问:“可能是先让不同的细胞复制生长,然后再把各部分拼接起来,组成一个完整的器官。”

[关主释答]

还是小灵通想得比较周全。为了制造人造器官,生物学家首先会制定构建某个器官的设计图,并按照图纸要求制备一种特殊的骨架。这种骨架要具有降解特性,降解后对人体无害,并能提供细胞生长场所。生物学家将患者器官的少量正常细胞作为“种子细胞”,“种”在人造骨架上,并提供合适的生长因子,让细胞分泌出建造组织或器官所需的细胞间质,类似建房子“墙壁”“地板”和“天花板”。骨架在细胞培育过程中逐渐降解而消失,最后就变成一个完整的器官或组织。整个器官在完全无菌的生物反应器里培养,等到整个器官在体外“长”好之后,再移植到患者体内。

还有一种更简单的方法,就是把作为支架的高分子材料、细胞和生长因子混合在一起,注射到患者体内需要修复的部位,让这些原料“长”出一个完整的器官来。这种新的方法叫做“可注射修补工程”。

第三关人工智能器官

有科学家预言,到22世纪,人们如果想要拥有跑得更快的双腿或是能看见无线电波的眼睛,将比现在买辆汽车还容易。这些人造器官都属于人工智能器官,和传统的人造器官相比,它们具有更强的功能。

我们现在不妨来设想一下,我们将来的人工智能器官会派上什么用场?

小粗心:“我们可以帮刘翔设计跑得更快、跨步更大的腿,让他每次都拿世界冠军。”

小好问:“我要帮奶奶换一双看得更远、更清楚的眼睛。”

小灵通:“我也要一双跑得更快的腿,我可不想每次长跑都落在最后面。”

[关主释答]

你们的想法都很实际嘛。设想一下,在22世纪,如果谁失明了,只要在他的眼内植上人工硅视网膜就行了。这种人工硅视网膜是一种含有上万个比针头还小、不及头发丝十分之一厚的、极其微小的半导体芯片。这些芯片将落在上面的光变成信号传入大脑,人便能够复明。根据患者的需要,科学家还可以往视网膜里植入一个使人能在红外线和紫外线中看到东西的微细仪表,这样,患者的眼睛不但复明了,而且在黑暗中也能看清东西。

人造的智能腿由一根顶端带个小球的金属棒和一块由特殊材料包裹、形似膝盖的金属膝盖骨组成。脚掌则由两个用碳素纤维构成的缓冲器组成:一个为前掌,一个为后跟。这样神奇的脚不但能跑,而且动作自如。如果在腿上安上电动机,还能让人跑得像汽车一样快呢。