12、体内生物反应器：新型可植入医疗设备

体内生物反应器：新型可植入医疗设备

组织工程与再生医学的梦想与困境

自古以来，人类就梦想着创造出属于自己的组织和器官替代品。最初的梦想可追溯到《圣经》中上帝用亚当的肋骨创造夏娃的故事。如今，科学家们从人体（通常是肋骨骨髓）中提取细胞，在体外进行扩增，然后将其接种到根据待替换组织轮廓定制的可生物降解支架上。细胞 - 支架构建物随后在所谓的生物反应器中培养，该设备模拟体内再生微环境。就像科幻电影中常见的那样，活体器官替代品通常浸泡在含有各种生长因子的神奇液体中，以诱导组织形成，然后再植入人体。

上世纪90年代，兰格（Langer）和瓦坎蒂（Vacanti）将这一技术称为组织工程，它集干细胞研究、细胞治疗、生物材料科学和基因工程等领域的前所未有的成就于一身，代表了再生医学的前沿水平。然而，直到1997年曹谊林博士展示了在裸鼠背部再生的人耳，组织工程对于公众而言仍像是一些古怪科学家的疯狂梦想。当时，这只耳朵立刻吸引了众人的目光，人们天真地认为将其从老鼠身上取下用于人体临床应用易如反掌。但十几年过去了，投入了数十亿美元，这只耳朵依旧在裸鼠背上。问题出在哪里呢？

传统组织工程技术面临着诸多弊端和技术障碍：
1. 传统组织工程程序问题 ：传统组织工程技术由两个完全分离的阶段组成，即组织工程（TE）替代品的体外三维（3D）培养和植入替代品的体内再生。该技术寄希望于在体外重建TE替代品内部的血管系统，并使其能像器官移植那样轻松连接到受体的循环系统。然而，事实证明，在体外重建TE器官内的毛细血管几乎是不可能的。先前的研究表明，植入的替代品依靠组织液渗透和周围组织的血管生长来获取营养，而这个血管再生过程通常需要数周时间。植入后，TE替代品的中心部分会立即