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  • 1 # 人的心靈最美

    從人造子宮到人造心臟,從人造骨頭到再生肢體……一組不可思議的科學奇蹟。 Hung-ChingLiu博士是美國康奈爾大學生殖醫學和不育症研究中心的負責人。從2001年起,她的實驗室開始以取自人體子宮內膜的細胞為基礎。培養單片人體組織。最初的細胞是由不育症患者捐贈的。人造子宮是試管授精研究帶來的一個副產品,研究它的目的同樣是為了幫助那些不育夫婦。認為她們小組將在5~10年內培育出活的老鼠子宮,而人體子宮還要等上更長的時間。 06年11月英國科學家研製出一個完全模仿人體消化過程的高科技機械,這個由塑膠和金屬製成的裝置是由英國某個食物研究所的MartinWickham博士和同伴研製出來的。它經得起胃裡的酸和酶的腐蝕,而且最終可能有助於科研人員開發出超級營養品。人造胃由上下兩部分組成,想一個巨型計算機。其上半部分是一個帶有藍色漏斗的圓筒容器,食物被倒入容器內。這裡是食物、胃酸和消化酶混合的地方。一旦這一過程完成,食物就會在下面一條銀製管子裡被碾碎。這條管子裝在一個透明盒子裡。在我們真正的胃裡,食物隨後將被人體吸收。其中食物在胃裡某個特定部位停留時間的長短、在不同階段的激素反應等等,都是由電腦完成的。 到目前為止,許多科學家已從生物高分子材料或合成高分子材料中製造出了一二十種人造面板。他們把這些材料紡織成帶微細孔眼的皮片,上面還蓋著一層層薄薄的、模仿“表皮”的製品。 南加利福尼亞大學研製的仿生眼專案——人造視網膜。旨在開發一種可以幫助因衰老或疾病導致視網膜受損的人恢復視力的人造視網膜技術,他們已經在志願者身上對植入式微型攝像頭進行了早期的人體試驗。志願者們佩戴著安裝有數字攝像頭的太陽鏡,視網膜上安裝了分佈有電極的含銀矽脂,數字攝像頭將拍攝到的影象以無線的方式傳送到矽脂上的16個電極上,電極產生的訊號刺激視網膜上的神經細胞,就使盲人“看到”了影象。現在他們預計將來09年投入商業化生產,使更多的人獲得光明的同時,也使科學家有足夠的經費進行下一步的研究。 1966年,這兩位科學家把一些小鼠放入一桶液體中,並將小鼠完全浸沒在液麵下。按說小鼠應該在數分鐘之內死亡,但它們卻活了好幾個小時。桶中的液體含有碳化氟和水,碳化氟分子同水中的氧氣結合,並進入小鼠的血液內。第二年,另一位美華人Henry給幾隻兔子注射了含有碳化氟和蛋清的混合物。他發現如果這種混合物不超過血液總量的三分之一,兔子就能夠成活。第一位接受人造血的是日本科學家內藤良知。1979年,他給自己注射200毫升人造血。如今,醫生已經有多種不同配方的人造血供急救用。1980年6月,中國第一次將自己研製的人造血應用於臨床,這一年就有14個病人獲得滿意的結果。人造血管(Artificial Bloodvessels)來自日本北海道大學的科學家們利用從鮭魚皮中提取的膠原製造全球首例人造血管。日本科學家們還成功利用此人造血管取代老鼠的動脈血管。專家家們稱利用鮭魚皮製造出來的人造血管一點也不遜色於真正的血管。然而,北海道大學的研究人員強調稱,利用鮭魚皮製造人造血管還存在著一個重要的問題需要去解決,那就是利用鮭魚皮膠原製造出的人造血管熱穩定性較差。它的穩定還有待科學家們進一步研究。 美國的科學家日前稱,他們最近成功地研製出一種新型的人造肌肉,這種人造肌肉不僅可以自我修復,而且還可以在運動收縮過程中產生電力,這些電力未來甚至可以為你的手機或者MP3播放器充電。人造肌肉可自我修復併發電在最新一期出版的《先進材料》雜誌上,美國加州大學的科學家裴齊冰教授公佈了他們的這一最新研究成果。作為此次研究的發起人,裴齊冰教授說:“我們已經制造出了一塊人造肌肉,它會在通電後膨脹(超過200%),在運動和能量方面都與人類肌肉非常相似。”儘管人造肌肉已經出現數年了,但是有些人造肌肉因為非常體積大而撕裂,產生不平衡的膜厚度和不規則粒子,從而導致肌肉失靈。研究人員們使用了普遍存在的、柔韌靈活的碳奈米管作為電極,以取代其它含金屬的膜,因為後者常常在反覆使用後出現故障。如果某個碳奈米管區域失效了,其周圍的區域會變為絕緣而自行閉合,以防止故障波及其它區域。裴齊冰教授說:“在我們對這個新裝置進行的長期測試中,實際的材料經歷了許多事件卻仍然能工作。”裴教授所說的“事件”指的是,他們用銷釘對人造肌肉進行扎刺,在這種情況下,其它的人造肌肉會失效,而他們的肌肉模型仍能保持執行。此外,這種自我癒合的肌肉還是高效能的。裴教授說:“它能儲存70%你輸給它的能量。”由於這種材料會在膨脹後收縮,碳奈米管的重新排列會產生一小股電流,這種電流可被用作另一膨脹的能量或被儲存在電池中。日本的科學家們利用這一理念從海浪中提取能量為電池充電。其他科學家們推測,這種人造肌肉將可被用來捕獲風能。內華達大學雷諾校區的材料科學家金光說:“他將這些碳奈米管放在一起的方法真的非常有創意。一些人想利用它來為電池充電。”能與真人肌肉相媲美研究人員們表示,他們發明的這種人造肌肉伸縮性已能和人的肌肉相媲美,且伸縮性由材料自身效能決定,無需馬達、齒輪等複雜裝置,體積小、重量輕。研究人員稱,他們最新研發的兩種人造肌肉效能均非常突出,同時具備燃料電池和肌肉的功能。其中一種人造肌肉採用了含催化劑的碳奈米管電極,可作為燃料電池的電極將化學能轉化為電能,也可作為超級電容器的電極來儲存電能,還可作肌肉電極將電能再轉化為機械能。另外一種人造肌肉也是目前最強健的肌肉,是透過混合燃料和空氣中的氧氣發生催化反應,將化學能轉化成為熱能,升高的溫度可使製造肌肉的具有形狀記憶功能的金屬材料用力收縮,冷卻後肌肉隨之膨脹放鬆。由於這種燃料電池肌肉所使用的外層塗有奈米顆粒催化劑的形狀記憶金屬導線,可在市場上買到,這使得它尤其容易在自動裝置中得到應用。人造肌肉又叫電活性聚合物,是一種新型智慧高分子材料,它能夠在外加電場的作用下,透過材料內部結構的改變而伸縮、彎曲、束緊或膨脹,和生物肌肉十分相似。在生物材料醫學上,人造器官是指能植入人體或能與生物組織或生物流體相接觸的材料,或者說是具有天然器官組織的功能或天然器官部件功能的材料。根據製造器官使用的材料以及其功能,科學將人造器官分為三種:機械性人造器官、半機械性半生物性人造器官、生物性人造器官。其中,前兩型別種的人造器官移植後會讓患者產生排斥反應,對受體來說,最為感覺舒適無副作用的是最後一種也就是生物性人造器官。未來應用前景廣闊人造肌肉具有廣闊的應用前景。這種材料做成的人造肌肉能像人類肌肉纖維一樣收縮和伸展,並改變胳膊長短。利用人造肌肉收縮和伸展的特性,一旦提供的能量足夠,用這些肌肉作成的裝置就能夠完成跳躍、爬山甚至長途旅行等活動,從而能夠做成更像人類的機器人、更輕便靈巧的人造假肢以及塑膠心臟或心臟隔膜等與人類器官收縮一致的人造器官。科學家還希望將這些人造肌肉材料用在其他方面,比如用來製作微型閥門、柔軟的揚聲器以及可觸控介面如顯示屏等。迄今為止,人體的器官已經基本都能夠製造成功並應用到人體,唯獨肌肉沒有做到這一步。因此,人造肌肉具有廣闊的前景。利用人造肌肉收縮和伸展的特性,一旦提供的能量足夠,用這些肌肉作成的裝置就能夠完成跳躍、爬山甚至長途旅行等活動,從而能夠做成更像人類的機器人、更輕便靈巧的人造假肢以及塑膠心臟或心臟隔膜等與人類器官收縮一致的人造器官。新研製的靠燃料驅動的人造肌肉很容易進行微型化甚至奈米級裝置的生產,採用乙醇或氫等燃料驅動可獲得高出目前最先進的充電電池30多倍的能量,使用壽命更長,可在自治機器人、可變形飛行器以及動態盲文顯示器等多個領域得到廣泛應用。比如可以改進飛行器及航海工具的效能。用酶取代金屬催化劑,有朝一日可能研製出以食物為燃料驅動的人造肌肉,用於人體器官包括人造心臟的移植和再造等。 臺北時間2010年11月1日訊息,據物理學家組織網報道,美國威克弗里斯特大學浸信醫學中心再生醫學研究所研究人員已經在實驗室培植替代肝臟方面達到一個新的轉折點,它雖然還只處於早期階段,但是意義重大。他們是第一批利用人類肝細胞製造出像人類肝臟一樣功能齊全的微型肝臟的人。下一步是看一看把這種肝臟移植到動物體內後,它們是否還能繼續正常工作。  這項研究成果將於31日在波士頓美國肝病學會年會上公佈,它的最終目標是為需要進行肝移植的患者提供替代肝臟,解決捐獻肝臟供不應求的問題。除此以外,這種肝臟還能用來試驗新藥物。再生醫學教授和專案主管沙伊·索科爾說:“這項研究將會出現的可能性讓我們感到非常興奮,但它目前還只處於初級階段,在它為患者謀福利前,還有很多技術障礙需要克服,這讓我們感覺壓力很大。我們不僅要學會如何一次培植出數十億個肝細胞,以便製造可以給患者移植的肝臟,而且我們還必須確定這些器官是否可以安全用在患者身上。”這項研究的第一作者佩蒂羅·巴比蒂斯塔表示,這是第一項利用人類肝細胞在實驗室裡培植肝臟的研究。他說:“我們希望被移植到動物或患者體內後,它們能像在實驗室裡一樣繼續正常工作。”為了製作這種器官,科學家利用一種清洗劑把動物肝臟上的所有細胞清除掉(這一過程被稱作整體器官脫細胞),只剩下膠原質“支架”,或稱支撐結構。然後用兩種人類細胞:被稱作起源的未成熟肝細胞和內皮細胞取代原有細胞。利用肝臟裡擁有一系列更小脈管的大脈管把這些細胞植入到肝臟支架裡。經過整體器官脫細胞過程,這個脈管網路仍保持完好無損。緊接著科學家會把這個肝臟放進一個生物反應器裡,它是為整個器官提供恆定流量的營養液和氧氣的特殊儀器。在生物反應器裡呆上一週後,科學家證實它進一步形成了人類肝臟組織,併產生了與之相關的功能。這時他們會對這個生物工程器官內部的細胞生長情況進行仔細觀察。利用動物細胞製作肝臟的能力在以前就得到了證實。然而人們並不清楚能否利用它製作一個功能健全的人類肝臟。研究人員表示,當前這項研究揭示了一種整器官生物工程學方法,結果可能會證明,這項技術不僅對治療肝病至關重要,而且對腎臟和胰腺等器官的生長也很關鍵。威克弗里斯特大學浸信醫學中心再生醫學研究所研的科學家都參與了這個專案和其他很多組織及器官研究專案,而且還在研發用來恢復器官功能的細胞療法。生物工程肝臟還能用來評估新藥的安全性。巴比蒂斯塔說:“這更接近於人類肝臟裡的模擬藥物新陳代謝,該過程在動物體內很難再現。”

  • 2 # 洪揚4

    當然是人造器官意義更大,該技朮是目前最前沿的非克隆基因工程,科技含量很高。而且後繼開發潛力巨大,可在此基礎上升級為"六維變革"之有力的科技支撐,前途無限。

  • 3 # 黃金時代當家

    一、從人類普及使用必需品來說:人造血是面對全人類做出的貢獻。

    二、人體器官更換,成本高,可靠性低。如果達到:心梗換心、腎衰換腎、肝硬換肝、腳斷換腳、手斷換手、甚至頭碎換頭。火葬場又要失業了,地球表面站滿人時,又怎麼辦?

  • 4 # 葉飄刀

    人造器官

    理由很簡單,血液可以再生,所以現在可以獻血,獻出血液對於人類的影響並不大,所以並不算急需,有的時候,比如大地震,甚至出現獻血過多,血庫爆倉的情況。

    而器官大多數都是無法再生的,也就是你捐給別人,自己就沒有了。

    這也使得很多人,苦苦等待器官移植。

    而擁有了人造器官,那麼將解決器官供應不足的問題,也使得人類在這方面解決了一個極大的短板。

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