您也许想象不到，从人耳取出细胞使其形成可用于膝关节修复治疗的软骨；或利用幼儿包皮环切术后丢弃的包皮使烧伤病人的大片毁坏皮肤重新生成。

然而，具有细胞生物学、化学工程学和材料科学综合知识的现代科技工作者目前正在尝试应用这样的或类似的技术。他们把纺织品制造工艺与生物技术相结合 · 将人的细胞置于可生物降解的纺织物中，来制作供移植用的活组织。

这项工作意味着，总有一天外科医师可以用工厂生产的备件来替换病人受损的组织或器官（有许多病例还是得用患者自己的细胞来生产）。从某种意义上来说，这一技术不仅可以缓解捐献器官的缺乏，减轻器官排斥反应造成的痛苦，而且还能解决有关人造移植物长期存在的各种问题。

上星期，一个由纺织业企业家和细胞生物学家联合组成的科研小组报告说，他们已生产出一些可以用作人体关节衬里的软骨组织。这种软骨片略小于一角的硬币，厚约0.125英寸，却是迄今所生产出的一种最大软骨块。由于体内软骨受损后通常不会再生，因此科学家们希望能够通过将工厂生成软骨植入受损的关节使其得到修复，而用不着置换人造的髋关节或膝关节。

这一希望看来将成为现实。据该小组上周发表的另一份报告说，他们已成功地把实验室生成软骨移植到了动物的受损关节中。其他科研小组最近也报告说，对包括皮肤和肝脏代用品在内的各种工程型组织或器官所做的试验，均取得令人满意的结果。

这类新型室内生成组织大多是由实验室培养的细胞所构成，而它们均是生长在一种由生物降解性纤维所织成的“支架”上。这种纤织品置入机体后几周内就会分解成水和二氧化碳，结果只留下那些载来的细胞。

这种方式引起了医生、病人以及国家食品与药物管理局（FDA）官员们的极大关注。他们对近年来出现的各种人造关节、乳房植入物和其它所谓的生物兼容性假体越发变得谨慎了，因为这类产品植入体内后大多数并非像他们所期望的那么有效，而且在有些病人身上还会引起慢性炎症反应。西留大学的多聚体科学与病理学教授约翰 · M · 安德森（John M. Anderson）为此建议：“如果我们能制作一种可将细胞置入其中的合适支架，而且该支架会随后消失，那么就有可能使通常在体内不会再生的组织得以再生。”

在最近一次软骨研制试验中，麻省理工学院（MIT）的科研人员和纽约一家纺织企业奥尔巴尼国际开发公司联合生产出一种独特的生物降解性网织物，这种松软的网织物是用多聚乙醇酸微丝制作的。此外，如果把100条以上的多聚乙醇酸微丝编集成束，便能用于制成各种可溶性的缝合线。

这种网织物刚生产出来时含有97%的空间，为人体软骨生成细胞即软骨细胞的生长提供了一个迷宫般的舒适环境。麻省理工学院科学家莉萨 · 弗里德（Lisa Freed）和她的同事在本月份的《生物技术》杂志上报道说，将软骨细胞与这种网织物置于培养皿中混合后，几周时间内细胞就填满了所有的空间，而网织物则逐渐溶化。这种活性移植物最后成型的体积和形状与原网织物一样，所以顾客可以根据自己的需要来定制软骨。

这种支架有助于其空间细胞的有机结合和正常生长，并能使细胞分泌出许多组成软骨的蛋白质。如果细胞置于培养皿时没有支架，这些情况就不会发生。

“支架会诱使细胞以为它们处在不同的环境条件下，就像胚胎发育期间的情况一样。”同弗里德一道在麻省理工学院科学家罗伯特 · 朗格（Robert Langer）指导下从事该课题研究的戈达纳 · 万雅克 · 诺瓦科维克（Gordana Vunjak-Movakovic）说，“而这一切都是为了激发细胞发挥其通常所不能发挥的作用，”构筑成新的软骨层。

对动物进行的活性软骨植入物初步研究看来很有希望。据7月份《美国运动医学杂志》发表的一篇系列实验研究报告说，把工程型软骨片移植到兔受损关节7周之后，衬于受试兔关节内的软骨均得以再生；而未作移植的受损关节（以及只植入无细胞裸支架的受损关节）则仍然没有愈合。

不过，负责这项系列实验研究的波士顿市马萨诸塞综合医院组织工程学实验室主任查尔斯 · 瓦坎蒂（Charles Vacanti）说，还要作进一步研究才能弄清这种以新的方式再生的软骨是否能像自然形成的软骨组织那样强健。但他接着又说，从迄今所见到的研究结果来看，“我想我们很快就可以者手人体试验了。”

瓦坎蒂说，虽然工程型软骨移植物最适用于那些年纪较轻的局部性运动损伤患者，但可以肯定，这项技术最终也能适用于那些因骨关节炎而发生广泛性软骨组织蜕变的年长者，而且效果也必定会比人造关节好。他还说，软骨细胞可以取材于患者耳朵，经培养生长之后再用来治疗受损的关节。

科学家们还对各种用洒有皮细胞的生物降解性纺织品所制成的工程型皮肤开展了进一步的测试工作。目前这类产品有些已进入临床试验，主要是用来促使严重烧伤患者或溃疡患者的皮肤再生。

位于加州拉乔拉的高级组织科学公司（ATS）生产了一种工程型皮肤产品，是用幼儿包皮环切术切后包皮的细胞制成的。这种组织比较理想，因为它取材容易，生命力强，而且很适合实验室环境生长。科学家们先是让包皮细胞在“生物反应器（一种把细胞和有益生长的高营养性培养液相混合的特制酝造罐）”里增殖，然后再把它们洒到一张可生物降解的纤维织物上，这些细胞会很快粘附在上面，经过几周的融合生长形成一层皮肤，最后就可得到一块纸样厚的工程型人皮。

ATS副总裁盖尔 · 诺顿（Gall Naughton）说，一块包皮所提供的细胞足以生产25万平方呎的新皮。她还说，这一细胞培养过程能使细胞有所改变以致不被受者免疫系统当成外来物。这些细胞还会自然分泌一些激素促进组织愈合：将这种新皮肤置于受伤部位后，其周围血管会在几周时间内向上渗入，最后患者本身的细胞就会迁入这种基质内取代那些工程型细胞。

最近有一项研究表明，ATS所培养的皮肤产品促进糖尿病患者深度脚部溃疡愈合的效果明显好于传统的医学敷料。虽然这种产品目前仅限于小型临床试验，却已显示出了多方面的用途：就在上星期，美国食品与医药管理局批准了该公司的报告，同意把实验室生成皮肤作为一种可行性检测工具用来测试各种化学物和化妆品对皮肤的腐蚀性。可在此之前，这类测试工作只能在动物身上进行。

目前，有些地方的科研人员还在想方设法研制工程型肝脏，也许有一天，这种产品会进入肝功能衰竭患者体内代理其肝脏的各种机能。

“肝细胞很难伺候，”洛杉矶Cdears-Sinal医疗中心肝保健科主任文奇利斯 · 德米特里奥（Achilles Demetriou）说，“需要各种适宜条件才能保持其活性。”

德米特里奥及其同事把大约50亿个肝细胞置于外包胶质（一种粘性蛋白）的淀粉珠上，制成了一种活性肝。不过他们迄今并未把这种团状物植入患者体内，而是将其放在一个无菌容器里，使患者的血液流经这种透析器似的装置。

这种工程型肝脏不仅可以排除血液中的有毒物质，而且还能将酶和激素释入这一循环体系，就像正常肝脏的作用方式一样。到目前为止，已有6位肝功能衰竭患者用这种装置作为救命之“桥”直到他们能获得肝脏移植的治疗。

据德米特里奥说，另有两个研究小组利用外科手术方法把与此类似的肝产品移植给了狗和猪，而人体试验大概还不会马上进行。

目前，还有一些问题需要解决，否则医生甭想指望把预先包装好的组织从其支撑物上卸下用来治病救人。例如，研究者必须证实，他们所做的一切都不会促使细胞发生癌变。从迄今所完成的试验来看，倒是没有发现工程型组织有癌变倾向的迹象。

此外，研究者还必须证实，他们所用的可溶性支架确实会在体内消失而不至于引起任何损害。例如，虽然多聚乙醇酸已获FDA批准可以用作易吸收的缝合线，但是真要派作这类新用场，还得另外进行安全性能的测试。

组织移植问题除了上面所谈情况之外，还应考虑发生排斥反应的可能性。科学家们希望，在进行各种组织建造时，要尽量采用患者自己的细胞。其实，只要取出一点点皮细胞、肝细胞或软骨细胞，就能在生物反应器中经多次细胞分裂而增殖，随后就可用来洒播到生物降解性网织物上。

尽管这方面还存在着各种避免不了的问题，但组织建造者认为他们比那些研究纯人造材料的同行更有可能获得成功，因为即使是最高级的人造材料，也往往会在某一点上被机体认出是外来物。此外，研究人员也越来越深刻地认识到，细胞所具有的多种功能是怎样也难以使金属或塑料代用品进行模拟的。

最近，位于马萨诸塞州喀陶密特的组织材料工程公司开始在研制能刺激牙周病患者牙床周围细胞再生的组织。该公司总经理尤金 · 贝尔（Eugene Bell）觉得，工程型组织确实是“非常优秀的生物材料”。

但是他指出，如果说过去生物医学工程师认为他们能制造出具有与活细胞或活组织同样功能的合成物是过于天真的话，那么，“现在说，嗨，我这种材料比亿万年来的进化产物还精巧，就显得太愚昧了。”

[Washington Post，1994年7月5日]