我國是全球第一人口大國，每年因創傷、疾病、遺傳、衰老等原因造成的組織/器官缺損或功能障礙人數也位居各國之首。修復創傷、組織再生甚至器官再生，一直是生物領域科學家努力攻克的難題。
近日，記者來到中科院遺傳發育所，試圖一探人體組織再生的奧秘。
「近年來，再生醫學的發展為創傷修復與組織再生提供了新契機。」中科院遺傳發育所研究員，中科院「幹細胞與再生醫學」戰略性先導科技專項「人工組織器官構建」項目首席科學家戴建武告訴記者。
在他看來，隨著智能生物材料的發展，未來有一天，「或許所有的人體組織都能再生」。
戴建武介紹說，組織工程或者說實現組織再生有3個要素，包括生物支架材料、細胞信號分子和種子細胞，而三者的關係就像蓋房子一樣，要先搭好架子，之後才能在上面添磚加瓦。
對於組織工程來說，支架提供了一個有利於細胞黏附、分化及組織再生的環境，但單純的支架材料本身不具有主動誘導組織再生的活性。這就需要對材料進行改造，使其具有誘導組織再生的功能。一般而言，需要在材料中添加生長因子或幹細胞，形成智能生物材料。
戴建武課題組多年來研究醫用膠原生物材料。膠原蛋白是人體組織中的主要基質蛋白，「皮膚中60%的蛋白質和肌腱中80%以上的蛋白質，都是膠原蛋白」。
穿過悠長的走廊，記者戴上白色口罩，腳上穿著藍色鞋套，走訪了戴建武研究組的中試潔淨實驗室。
實驗室分為材料車間、生長因子製備車間和組裝車間。透過狹小的窗口，記者看到，兩名年輕科研人員全身被藍色防護服遮蓋住，正坐在試驗臺的電腦前，對添加的生長因子劑量進行精確測試。而試驗臺一側，放置著大大小小的試管。經過計算，不同分量的膠原蛋白或生長因子被精確地添加到試管內，再被送往最後的組裝車間。
「引導不同組織再生的智能生物材料，其膠原蛋白、生長因子種類及比例都是不一樣的。在設計一種材料前，我們會事先通過試驗確定各種成分。這些材料隨著臨床實驗的順利開展，將逐步實現批量化生產。」戴建武說，目前他們研發的智能生物材料有很多種，已根據骨、膀胱、神經等組織再生的需求，建立膠原生物材料製備平臺，製備獲得了不同類型的膠原生物材料。
世衛組織數據顯示，到2020年美國預計有6000萬骨病患者，佔其總人口的18%。目前，中國骨病患者總數已超過1.5億人。對於骨損傷的修復主要在骨科、口腔科、頜面整形外科等進行，主要涉及硬組織修復的替代材料和自體骨移植等。
「在骨修復材料方面，目前我們開發了兩個產品，用於骨缺損填充的生物骨和用於誘導缺損骨生長的活性骨。合作企業煙臺正海生物技術有限公司生產的生物骨現在已向國藥局提交了生物骨產品的註冊資料，進入註冊審評程序，有望明年投入量產。活性骨材料將具有膠原結合能力的生長因子與骨材料結合，目前該類產品已進入臨床試驗階段。」戴建武說。
此外，戴建武以膠原蛋白為基質，製備了能引導神經有序生長的膠原纖維和膠原導管，完成了大鼠坐骨神經和面神經的損傷修復實驗，顯示了良好的臨床應用前景。「這一項主要是針對面癱病人進行的。隨著研究的不斷深入，面癱患者或許可以恢復正常。」
目前，在中科院幹細胞與再生醫學戰略性先導科技專項的資助下，戴建武等人的研究正在不斷深入。他們最近在第三軍醫大學開展用幹細胞治療肺纖維化的臨床研究，希望為這種目前的不治之症找到治療方法。
「和國外科學家不同，我們感到幸運的是，在中科院先導專項的支持下，我們的技術正在加速走向產業化。我們研發的一種智能生物材料，合作企業正在與歐盟企業進行合作，試圖將其引入歐洲市場。希望我們的研究未來能更好地造福人類。」戴建武表示。
來源：中國科學報