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人造器官盤點(diǎn)：人造心臟可自動(dòng)調(diào)節(jié)心率
人造皮膚
人造腎 ■將新聞進(jìn)行到底 文·本報(bào)記者 陳萌 綜合報(bào)道 最近，被挖去眼球?qū)е码p目失明的山西6歲男童斌斌繼在眼科醫(yī)院成功接受了義眼球移植手術(shù)后,，又即將植入義眼片,，醫(yī)生希望在兩三個(gè)月之后斌斌可以使用“電子導(dǎo)盲儀”。這種儀器可以把影像化為脈沖訊號(hào),，通過舌頭將訊號(hào)傳到腦部,，使斌斌能“看見”物體的輪廓。 生活中類似 “電子導(dǎo)盲儀”這樣的人造器官正在影響和改變著我們的生活：人造心臟可賜予患者第二次生命,，人造耳蝸可使失聰者重獲聽力,，人造肢體可使癱瘓者重新站起來……隨著人造器官技術(shù)的日益發(fā)展，越來越多的患者獲得了生的希望,，開辟了嶄新的人生,。 —— 人造皮膚 —— 外觀如餃子皮 使用像創(chuàng)可貼 皮膚是人體的第一道保護(hù)屏障，它好似一件天然的外衣,，每天行使著“守門人”的職責(zé),，幫人類抵御外界侵襲。但是一旦這件“外衣”發(fā)生燒傷,、燙傷,、潰瘍要想恢復(fù)可不是像衣服那樣隨便拿針線縫好就行。 過去,，對(duì)于燒傷與潰瘍患者,，治療上多采用自體皮膚移植，即醫(yī)生從患者身體其他部位取下一塊完好的皮膚,，重新植入燒傷部位,。這種“拆東墻補(bǔ)西墻”的方法，不僅會(huì)造成新的創(chuàng)傷,，同時(shí)在無“墻”可拆,、無自體皮膚可用的情況下，還會(huì)引發(fā)更多嚴(yán)重的后果,。而人造皮膚的成功研制則很好地解決了這一問題,。 20世紀(jì)80年代，有科學(xué)家先后研制出多種人工真皮,，如來源于異體或異種（豬）皮的無細(xì)胞真皮基質(zhì),、以膠原為主要原料經(jīng)冷凍干燥后形成的海綿狀膠原膜，此外,，還有透明質(zhì)酸膜,、聚乳酸膜等，其基本特點(diǎn)是可誘導(dǎo)自體的組織細(xì)胞浸潤(rùn)生長(zhǎng),，形成新的,、結(jié)構(gòu)規(guī)則的真皮樣組織,，從而重建真皮層。 20世紀(jì)90年代以來,，醫(yī)學(xué)界已成功將復(fù)合皮用于大面積深度燒傷創(chuàng)面的修復(fù),，節(jié)省了傷者自體皮源，提高了就治率,。 我國對(duì)人工皮膚的研究雖然比西方發(fā)達(dá)國家起步晚,，但是近年來已受到國家的高度重視，并取得了一定成果,。經(jīng)過長(zhǎng)期研究和反復(fù)實(shí)驗(yàn),，由我國自行研制的人造皮膚已于近期率先在陜西省西安市臨床應(yīng)用。 據(jù)專家介紹,，這種人造皮膚直徑約6厘米,，厚度為2毫米，外形看起來就像張餃子皮,。其來源于被割掉的,、沒有受過污染、最為純凈的新生兒包皮,。這種將包皮的細(xì)胞消化,、分離、培養(yǎng)后提取真皮組織和表皮組織,，而后再將表皮細(xì)胞,、真皮纖維細(xì)胞復(fù)合于牛膠原蛋白支架上重新長(zhǎng)成的“人造皮膚”，不僅具有真皮層和表皮層,，在色澤,、質(zhì)感、生物相溶性上也都實(shí)現(xiàn)了以假亂真,。 該人造皮膚可用于燒傷,、燙傷、潰瘍?cè)趦?nèi)的皮膚創(chuàng)傷類以及皮膚缺損患者,。其使用方法很簡(jiǎn)單,，就像用創(chuàng)可貼一樣，在無菌條件下打開內(nèi)包裝,，小心清洗皮片,，去除殘余液體，然后分清正反面揭除尼龍膜,，貼在創(chuàng)面,，之后用紗布包住即可。專家說,，目前臨床使用過的患者,，沒有出現(xiàn)排異反應(yīng)，一般在貼人造皮膚期間,，患者也沒有任何感覺,，不痛不癢，以后就和自體皮膚一樣,。創(chuàng)傷較輕的患者一般一周時(shí)間就能恢復(fù),，創(chuàng)傷較重的恢復(fù)起來需要一個(gè)月左右。 —— 人造心臟 —— 降低血栓形成 自動(dòng)調(diào)節(jié)心率 心臟是人體的重要器官,，一個(gè)人的心臟出現(xiàn)了問題就好像汽車的引擎出現(xiàn)問題一樣,，其他各個(gè)部分的正常運(yùn)轉(zhuǎn)都會(huì)受到影響。以往人們心臟出現(xiàn)重大問題只能等待心臟移植,，但由于可供移植的心臟器官與等待移植手術(shù)的病患數(shù)量存在很大差距,，使得很多人在等待心臟移植的過程中死去。因此用人造心臟來替代病變或損壞的心臟一直是醫(yī)學(xué)界的夢(mèng)想,。如今,，人造心臟的臨床應(yīng)用已成為可能。 其實(shí)人造心臟早已有之,。1969年,，丹頓·庫利伊博士首次對(duì)47歲患者哈斯克爾·卡爾普進(jìn)行人造心臟移植，但該心臟僅維持了3天跳動(dòng),；1982年,，美國醫(yī)生巴爾尼·克拉克在猶他州鹽湖城接受了人造心臟移植手術(shù)，并存活了112天,，但這112天的生命質(zhì)量并不高,，他被固定在一張?zhí)刂频牟〈采喜荒軇?dòng)彈，身上插滿了各種各樣的管線,，還得忍受與人造心臟協(xié)同工作的空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的巨大噪聲,；2001年，一名生命垂危的心臟病患者在美國肯塔基州被植入了一顆與體外徹底隔絕,、能夠自主運(yùn)行的人造心臟,。該人造心臟由醫(yī)用塑料和金屬鈦制造，內(nèi)部裝有一個(gè)用微型電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的血泵,，動(dòng)力由一個(gè)同時(shí)植入患者體內(nèi)的電池提供,，電池可以保證人造心臟正常工作數(shù)年，一旦電池電力即將耗盡,，只需進(jìn)行手術(shù),，對(duì)電池進(jìn)行充電即可繼續(xù)使用。 近期,，號(hào)稱世界上最接近人類心臟的人工心臟——由法國嘉瑪醫(yī)療設(shè)備制造公司制造的人工心臟,，已獲得比利時(shí),、波蘭、沙特阿拉伯與斯洛維尼亞4個(gè)國家的批準(zhǔn),，即將首次植入于人體進(jìn)行試驗(yàn),。 這種人造心臟經(jīng)歷15年的研發(fā)，其與人類心臟大小相當(dāng),，重約1公斤,，表面由人造制品和動(dòng)物組織制成，由兩個(gè)小型電動(dòng)馬達(dá)驅(qū)動(dòng),。在植入病人胸腔后,，通過感應(yīng)器上收集到的信息來模仿真實(shí)器官的各種反應(yīng)，并通過皮膚上或插在病人耳朵后面的電磁感應(yīng)器,，驅(qū)動(dòng)控制器控制人造心臟,，唯一的體外部分是一個(gè)有5小時(shí)燃料使用期限的電池。 值得一提的是,，該人造心臟的設(shè)計(jì)者通過對(duì)“生物假體性”豬軟骨進(jìn)行特殊消毒以及精確復(fù)制出與人類心臟同樣的血流降低了血栓形成的風(fēng)險(xiǎn)——這是制造人造心臟道路上一塊主要的攔路石,。 得益于應(yīng)用于導(dǎo)彈技術(shù)中的電子傳感器技術(shù)，這種心臟能針對(duì)患者處在靜止坐著,、爬樓梯或是輕快邁步等不同狀態(tài)及時(shí)反應(yīng),，自動(dòng)調(diào)節(jié)血壓、血流速度以及心率,，例如在移植者走路時(shí)加快心率,，休息時(shí)放緩心率等。此外還能對(duì)人造心臟的運(yùn)作情況進(jìn)行及時(shí)監(jiān)控和診斷,，節(jié)省病人頻繁跑醫(yī)院做常規(guī)檢查的時(shí)間,。 —— 人造腎 —— 自體細(xì)胞制造 減少排異反應(yīng) 對(duì)于很多慢性腎衰患者來說，透析是維持他們生命的救命稻草,，但同時(shí)透析也限制著他們生活中諸多方面的自由,。除了要花大量時(shí)間外，這項(xiàng)治療還需要患者嚴(yán)格控制飲食和飲水,，并且還要控制體重,。不過美國研究人員正在研發(fā)的一款人工腎臟有望幫助慢性腎病患者擺脫束縛。 研究人員利用清洗液,，把老鼠腎臟上的活細(xì)胞剝離下來,，只剩下一個(gè)由膠原結(jié)締組織組成的蜂巢狀“支架”。然后把剛剛出生的老鼠的腎細(xì)胞植入到這個(gè)支架里,，并用人類的內(nèi)皮細(xì)胞取代血管內(nèi)壁,。接著把這些器官放入一個(gè)生物反應(yīng)器，并在氧氣和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的滋養(yǎng)下,，培養(yǎng)12天,。在這段時(shí)間里,，“幼苗”細(xì)胞會(huì)不斷生長(zhǎng)和分裂。試驗(yàn)顯示,，這種人造腎臟能夠過濾血液,，產(chǎn)生尿液，產(chǎn)尿效能達(dá)到天然腎的23%,。把它們移植到老鼠體內(nèi)后，它們能繼續(xù)產(chǎn)生尿液,，產(chǎn)尿效能下降至5%,，但沒有出血或者是血塊形成的跡象。 這項(xiàng)研究的負(fù)責(zé)人哈羅德·奧托博士說：“如果這項(xiàng)技術(shù)能夠用來進(jìn)行人類級(jí)別的移植,，目前正在等待腎源,，或者不是移植候選者的腎衰竭患者，從理論上來說就能移植用他們自己的細(xì)胞培養(yǎng)出來的新器官,?！彼硎荆@種“改造腎”與患者匹配,，患者接受移植后不需要終身服用抗排異藥物,。這將大幅增加可移植器官的數(shù)量，因?yàn)榇蟛糠挚梢浦财鞴僖蚺c患者不匹配而無法移植,，卻可以在接受“改造”后移植,。 不過，這款用于實(shí)驗(yàn)的設(shè)備距離醫(yī)學(xué)實(shí)踐還有很長(zhǎng)的路要走,，現(xiàn)在科學(xué)家正在剝掉豬腎和人類腎臟上的細(xì)胞,，開始著手這項(xiàng)技術(shù)更大規(guī)模的應(yīng)用。 —— 人造耳 —— 模擬大腦信號(hào) 噪音中“捉”談話 仿生耳的出現(xiàn)已有40多年了,。耳蝸植入裝置將聲音轉(zhuǎn)化成電脈沖信號(hào)傳入大腦,，讓使用者能夠聽到。不幸的是,，這種裝置無法調(diào)整到具體的聲音,，因此在喧鬧的環(huán)境中患者聽人講話會(huì)很費(fèi)勁，并且很難享受到音樂的樂趣,。有鑒于此,，澳大利亞拉籌伯大學(xué)的科學(xué)家正在研發(fā)新型可移植仿生耳，通過模擬大腦使用電信號(hào)捕捉他人談話,，能夠讓耳聾患者重新恢復(fù)聽力,，讓他們清楚地聽到人們的說話，并且享受音樂,。 澳大利亞拉籌伯大學(xué)的副教授托尼·鮑里尼領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)在英國皇家物理學(xué)會(huì)的雜志《神經(jīng)工程》上發(fā)表論文稱,，當(dāng)人們傾聽他人說話時(shí),，沿著神經(jīng)從耳朵到大腦的電脈沖的頻率和響應(yīng)時(shí)間非常重要，大腦使用神經(jīng)細(xì)胞中的電脈沖的頻率和放電時(shí)間來對(duì)被聽到的聲音進(jìn)行編碼,，以便將說話者的聲音從背景噪聲中區(qū)別開來,。 鮑里尼表示，通過將與神經(jīng)細(xì)胞放電的確切時(shí)間相關(guān)的信息考慮在內(nèi),，大腦能夠更好地理解聲音,。接受這些信息的人接受聲音的能力大大加強(qiáng)，接受的音量范圍也更大,，而這兩方面對(duì)于患者理解他人說話都非常重要,。因此，復(fù)制這些信息,，將有望提高病人理解他人說話的能力,。 研究人員據(jù)此在研究新的仿生耳，希望這種仿生耳能夠讓耳聾病人恢復(fù)聽力,，讓他們?cè)卩须s的環(huán)境中能夠聽到他人說話,。
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