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生物义肢:让断肢重生【陈荣专栏-82】

2015-06-20 陈荣 科技杂谈

【摘要】我之前分享过很多造福肢体残障人士研究的高科技产品,比如巴西世界杯开幕式上的仿生假肢,比如更早之前的神经义肢。但这一次完全不一样,它是这样的。




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文 / 陈荣,微信号:chenrong671170


【高能警报】看标题你应该能大概猜到接下来会看到什么,虽然我已经过滤掉了那些不太合适的图片,但如果你正在进食或者是过敏体质者,还请速速退出本页面!


我之前分享过很多造福肢体残障人士研究的高科技产品,比如巴西世界杯开幕式上的仿生假肢,比如更早之前的神经义肢。


但这一次完全不一样,它是这样的。



(图1、人造手爪)


等等,看着似乎不对,这怎么看着像哪个实验室切下来的小白鼠爪子?确实很像,不过,这真的是科学家造出来的一条活生生的前爪!


而且,号称是史上第一条(有没有地下组织干过这个就不知道了)。当然,因为技术和法律方面的原因,现在只能先用小白鼠。


拿下这项第一记录的是来自美国波士顿马萨诸塞州综合医院哈拉尔德·奥特教授,他受够了那些不能用的样子货,决定为残障人士研究出具备完整功能的四肢。



(图2、搭好骨架)


使用的技术叫“decel/recel”,简单翻译过来就是“脱细胞化/再细胞化”。之前其实已经在心脏、肾脏培育上做过试验,但四肢还没人试过。


和脏器不同,四肢不能凭空培养,得先有个骨架做支撑,所以第一步就是先找到一个供体的肢体,在奥特的实验中,他们使用了一只已经挂掉的小白鼠的前爪。


第二步是把骨架“脱细胞化”,剥离前爪的全部软组织,留下胶原蛋白构成的支架。通俗解释就是把原有的肌肉处理掉,留下骨架。


第三步是“再细胞化”,在新的断肢小白鼠身上取一些细胞,把它们“种”在清理好的骨架上,然后放在生物反应器里培养。



(图3、开始培养)


培养一只肢体和培养一根血管的难度完全不在一个等级,因为要培养硬骨、软骨、血管、神经等各种组织的细胞,并且保证它们组合起来能正常工作。


这里还要用到人类的一点内皮细胞,注射到新爪子的血管里,让它更结实,不至于接在小白鼠身上后被血液撑破。


3周左右,血管和肌肉重建完成,还要做一个皮肤移植手术,让它变成一只完整的爪子。


培养完成后,奥特和研究团队把爪子接在了小白鼠身上,用电脉冲刺激发现,小白鼠会做出抓握反应,这意味着它至少是能用的。


当然,因为神经系统还没能完全接上,所以现在小白鼠还不能自如地控制这只新爪子,这是未来需要攻克的最大难关。


此外,小白鼠和人类差别还是很大,虽然在法律允许范围内,奥特团队已经开始在灵长类动物的前臂上开始做类似的实验(图片就不放了),但技术要成熟到人体可用的地步,至少还要等上10年。


这个时间还不包括技术以外的难题,比如法律、道德等等。


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