如果是人體出現(xiàn)缺損,，除了假體再植,，如今科學(xué)家們更寄希望于組織工程,，也就是拿人體細(xì)胞和生物材料復(fù)合,，在特定的環(huán)境下“造”出一個(gè)活性的人體組織或者器官。這項(xiàng)工程也給材料學(xué)家提出了要求——為細(xì)胞生長(zhǎng)搭建一個(gè)房子,，房子的建材既要為細(xì)胞提供生長(zhǎng)空間,，又要給它提供生長(zhǎng)的動(dòng)力。
我們熟悉的壁虎具有非常強(qiáng)的再生能力,。很多淘氣的小孩都干過(guò)這樣的壞事:看到壁虎總喜歡按住它的尾巴,，而這時(shí)壁虎就會(huì)甩掉尾巴快速逃走，幾天之后它卻又會(huì)長(zhǎng)出一條新尾巴來(lái),。
可是,，人就沒(méi)有這么幸運(yùn)了，缺損了大塊的組織,，比如斷掉手指,，沒(méi)有外界的幫助，很難再生,。而且現(xiàn)在的醫(yī)學(xué)也無(wú)法完完全全地再生一個(gè)活的手指,。
作為科學(xué)家，我們希望能打造一個(gè)人體配件的工廠,，那么病人缺失肢體之后,，可以在這個(gè)工廠中找到他所需要替換的人體組織和器官的配件，甚至能有一個(gè)方便的超市,，替換人們所需要的器官,。到時(shí)，凡·高不用再為他割掉的耳朵而發(fā)愁,，維納斯也可以輕松地?fù)Q上她的臂膀,，綠野仙蹤里的鐵皮人，更能找到他能展示愛心的心臟,。
骨修復(fù)材料稀缺
美國(guó)每年有600多萬(wàn)例骨傷,，五六十萬(wàn)人需骨修復(fù)材料。在我國(guó),，據(jù)民政部門報(bào)告,，肢體不自由者約有1500萬(wàn),，其中殘疾780萬(wàn)，全國(guó)骨缺損和關(guān)節(jié)損傷患者近300萬(wàn),。這個(gè)數(shù)據(jù)告訴我們,，組織缺損有多大的數(shù)量，人們對(duì)其有著迫切的需求,。
別以為你身強(qiáng)體壯,，組織再生和自己沒(méi)有關(guān)系，其實(shí),，即使在日常生活中,，組織再生也是我們每個(gè)人或多或少無(wú)法避免的事情。有人在廚房不小心切破了手,，這時(shí)候你還算幸運(yùn),，可以拿一個(gè)創(chuàng)可貼自己修補(bǔ)一下，幾天以后就可以痊愈,。如果運(yùn)氣不好,，在路上出現(xiàn)了交通事故，撞斷了骨頭,，那可能就需要到醫(yī)院進(jìn)行治療,，醫(yī)生或許會(huì)在你的體內(nèi)植入這樣那樣的材料。
若是人體出現(xiàn)一大塊骨的缺損,，在這個(gè)缺損大到一定程度的時(shí)候,，它就沒(méi)辦法再自然愈合了，此時(shí),，我們就要采用一個(gè)生物材料來(lái)“幫”這個(gè)傷口復(fù)原,。通常這種生物材料帶有多孔，它可以允許組織長(zhǎng)入,，隨著時(shí)間的推移,，組織長(zhǎng)滿了多孔的結(jié)構(gòu)內(nèi)部，同時(shí)這種材料又會(huì)逐漸地被體內(nèi)吸收,，這樣我們就實(shí)現(xiàn)了一個(gè)非常完美的骨缺損修復(fù),。
在過(guò)去幾十年中，人們已經(jīng)采用了各種各樣的材料來(lái)修復(fù)骨缺損,。比如,，自體骨就是從自己身上挖下一塊骨頭去補(bǔ)更重要部位的缺損，但這種拆東墻補(bǔ)西墻的辦法顯然不是很好的辦法,。第一它會(huì)造成新的痛苦,，第二也無(wú)法得到足夠量的自體骨來(lái)補(bǔ)大尺度的缺損。
或者，也可以采取異體骨,，就是從別人身上拿一塊骨頭,，但這種應(yīng)用就更有問(wèn)題。比如它存在免疫排斥反應(yīng)的問(wèn)題,，同時(shí)還有可能傳染一些疾病,，如艾滋病。
還有一種方法是采用人造生物材料,，如硫酸鈣,、碳酸鈣都已被臨床用來(lái)修復(fù)骨缺損。磷酸鈣更是由于它是人體骨骼的主要礦物組成成分而成為醫(yī)生的首要選擇,。不過(guò),，磷酸鈣真的是最好的嗎？我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在很多情況下,，這種材料對(duì)于尺寸大的缺損總是“束手無(wú)策”,。
修復(fù)肢體的新材料
作為材料學(xué)家,，我們經(jīng)常自問(wèn),，什么樣的生物材料是最理想的骨缺損修復(fù)材料？幾年前美國(guó)著名科學(xué)家拉里·亨奇教授(Professor Larry Hench)提出了第三代生物材料的概念,。這就是說(shuō),，我們現(xiàn)在需要的新型生物材料，它不單單可以在體內(nèi)引導(dǎo)組織生長(zhǎng),，而且逐漸被組織吸收,，它還要具有生物活性。
材料的生物活性也就是讓組織更好地自我修復(fù)的關(guān)鍵所在,。當(dāng)我們有一塊大面積骨缺損,，植入一塊材料后骨頭會(huì)繼續(xù)長(zhǎng)，但如果這個(gè)缺損尺寸過(guò)于巨大,，在特定時(shí)間內(nèi)骨長(zhǎng)入的距離是有限的,，所以隨著材料被吸收，我們會(huì)發(fā)現(xiàn),，這個(gè)缺損的修復(fù)并不完整,。這也就是說(shuō)，生物活性低的傳統(tǒng)材料,，難以讓大面積缺損完全再生,。
那么，人體缺失大塊組織怎么辦,？硅酸鹽生物活性材料讓我們看到了希望的曙光,。實(shí)驗(yàn)證明，硅酸鹽生物活性材料有一些特性，其中最重要的是能夠刺激組織再生的生物活性,。
在一個(gè)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中,，在兔子體內(nèi)骨缺損部位植入帶有多孔結(jié)構(gòu)的硅酸鹽陶瓷，同時(shí)也把臨床上用的常規(guī)磷酸鹽陶瓷作為對(duì)照,。16周之后我們發(fā)現(xiàn),，植入的硅酸鹽比較快地消失，而磷酸鹽還在,。如果做一個(gè)定量分析,，對(duì)比分別植入硅酸鹽和磷酸鹽的動(dòng)物體內(nèi)的骨組織生長(zhǎng)速度，會(huì)發(fā)現(xiàn)植入硅酸鹽的骨組織生長(zhǎng)速度明顯比植入磷酸鹽的要快,。這有力地證明了硅酸鹽能促進(jìn)骨組織的再生,。
就是這種硅酸鹽材料，不但對(duì)骨組織再生有促進(jìn)作用,，而且也能解決軟骨組織再生的難題,。臨床中已經(jīng)運(yùn)用硅酸鹽生物活性玻璃材料來(lái)促進(jìn)軟骨組織創(chuàng)傷的修復(fù)。
眾所周知,，糖尿病患者創(chuàng)傷愈合能力非常差,，尤其是老年人，由于血供情況非常不好,，創(chuàng)傷很難愈合,。曾經(jīng)有一位患有糖尿病的老太太不小心碰破了腳上的皮，結(jié)果創(chuàng)面越來(lái)越大,，醫(yī)生采取了找得到的各種藥品來(lái)治療這個(gè)缺損,，然而幾個(gè)月后，非但沒(méi)有效果,，創(chuàng)傷仍繼續(xù)惡化,，但用了硅酸鹽生物活性玻璃創(chuàng)傷修復(fù)材料，短短兩周她的創(chuàng)面就痊愈了,。
同樣的奇跡也讓一位開胸手術(shù)的病人獲得重生,。由于他的體質(zhì)原因，手術(shù)后大面積創(chuàng)口一直不能完全愈合,，在醫(yī)院躺了四個(gè)月也沒(méi)法出院,，最后采用了硅酸鹽生物活性玻璃創(chuàng)傷修復(fù)材料，兩個(gè)星期之后創(chuàng)面順利地愈合了,。
汶川地震中,，這種新型的生物活性材料更是讓多名患者重拾希望。常規(guī)地震災(zāi)害之后,，經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn),，有超過(guò)20％的傷員從廢墟中被救出之后,，要進(jìn)行截肢，很難保住肢體,。其原因就在于長(zhǎng)期壓埋之后創(chuàng)面大面積潰爛,，若是為了保全生命，必須截去肢體,。而汶川地震中,，西京醫(yī)院戰(zhàn)地醫(yī)療隊(duì)的醫(yī)生們首次使用這種神奇的生物活性材料，它很好地控制創(chuàng)面的擴(kuò)散,，促進(jìn)組織再生,。當(dāng)時(shí)一個(gè)女性患者手臂大面積潰爛以后，按常規(guī)治療需要截肢,，但經(jīng)過(guò)治療之后,，很幸運(yùn)，她保住了自己的胳膊,。
