豆腐，菠菜，冰塊…這些素食主義者將成為器官移植的支柱。
《生物技術趨勢》雜誌最近發表了馬薩諸塞州洛厄爾大學研究人員的學術評論，探討用蛋殼、豆腐、菠菜和其他日常材料作為組織支架的可行性。”這些來自大自然的傳統材料似乎更具功能性、可持續性和成本效益。”作者、馬薩諸塞州洛厄爾大學副教授古爾登認為，天然材料將適用於生物醫學研究的許多領域。
據權威統計，2017年我國器官移植手術1.6萬餘例，2018年上半年近1萬例，比去年同期增長18%。儘管自願捐獻仍是我國器官移植的唯一合法來源，但隨著移植技術的成熟和進步，對器官移植和修復的需求仍在不斷增長，而組織工程技術希望通過人工合成成為一種有益的補充。因此，組織支架可獲得性的顯著提高，有可能解決器官移植的“瓶頸”問題。
為移植的功能細胞建造“家”
對於組織工程器官來說，除了種子細胞是其核心外，生物材料也是非常重要的組成部分。
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“單細胞移植不易存活，也不是'隊列'”，天津醫科大學顧漢清教授在總結組織工程技術產業化現狀時說，介紹了為組織工程的構建提供細胞載體和組織支架的必要性，因此需要生物材料。通俗地說，生物材料的本意是為移植的功能細胞建立一個“家”，把它們和“家”一起移過來，使外來細胞得到支持和依賴，然後存活下來。
“組織支架及其材料是影響組織構建的最關鍵因素之一。”顧漢清介紹說，生物材料為種子細胞提供了適合其生長、基質合成等功能的生物空間，克服了單純細胞移植中細胞存活和基質合成能力低下的缺點。組織工程中常用的生物材料按來源可分為天然材料和合成材料，按化學成分可分為高分子材料、生物陶瓷和生物複合材料。
由於需要在體內植入，甚至在人體的核心部位，對組織工程生物材料的選擇有許多嚴格的要求，如生物降解性、良好的生物相容性、低的免疫原性、一定的空間結構、孔隙率等。降解率等。
支架表面的化學和物理性質可能影響種子細胞或生長因子、種子細胞的粘附和增殖以及種子細胞或生長因子的功能。例如，膠原蛋白是一種常用的支架材料，但由於目前使用的膠原是異質性的，存在一些免疫反應問題，可能會對種子細胞產生一定的影響。
由於人們可以在細胞和分子水平上模仿大自然的“神奇工作”，第三代組織工程生物材料將生物活性材料和生物降解材料這兩個獨立的概念結合起來，誘導細胞增殖，通過對可生物降解材料的分子修飾來分化甚至是細胞外基質。合成組裝，啟動機體再生系統。
心臟組織生長在菠菜骨頭上
當主流的創新理念聚焦於分子水平的“合成”、“重建”和艱苦的探索時，另一組研究人員卻走相反的道路，從觸手可及的日常材料中尋找更具功能性、更具可持續性和更低成本的材料。
“最近的組織工程技術相對昂貴，其中一些技術可能需要長時間和繁瑣的優化程序來生成這些三維支架。”古爾登說，轉向自然很可能實現成本效益和可持續發展的目標。
受菠菜稠密的靜脈網絡類似於人類心臟血管網絡的啟發，美國伍斯特理工學院的研究人員試圖通過清潔植物細胞並留下植物壁基質，在菠菜骨頭上種植心臟組織。
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其他各種天然材料也在研究中：豆腐被用作富含蛋白質的支架，通過促進細胞粘附來幫助傷口癒合；添加富含鈣的蛋白質來加強支架材料，以促進骨癒合和神經組織再生；一些研究從摺紙中獲得了三維紙支架生長骨群的構建。編織的靈感。
古爾登認為蛋殼的醫學潛力直到現在才被開發出來。他和他的同事使用一種新的培養基從蛋殼中生長出新的骨組織，以幫助創傷後的骨再生。現在他們已經在老鼠身上做了實驗，將來很可能用於治療骨折等骨骼損傷。科學家們將把新組織移植到受損的骨組織中，這種新材料可以加速骨移植的癒合。
埃米琳潘克赫斯特說，當將骨細胞凝膠混合物植入大鼠體內時，發現凝膠混合物的相容性良好。經與受者骨細胞配型後可用於人骨折的治療。世界各地每年丟棄的數百萬噸蛋殼廢料將以另一種方式加以利用。
目前，科學家對天然生物材料的研究持樂觀態度，降低成本是這些天然衍生物不可替代的優勢。它不僅可以“解渴”器官來源，而且大大降低臨床使用價格，使器官移植的廣泛應用成為可能。然而，離“田園式”組織重建真正成為臨床試驗還有很長的路要走。在此之前，確定標準方案、驗證生物材料的療效、患者的安全性等還有很長的路要走。 |
