人體是一個複雜的機體,由許許多多的器官組成,一旦某個器官生病損壞,就可能引起生殖的變化,甚至威脅人的生命安全。由於科學技術的發展,特別是醫學科學的進步,現在已經可以像更換機器零件那樣移植一個人造器官了。
治療、修復、或移植更換一個器官,是醫學領域經常遇到的問題。在醫學發展史上,大概最早的器官修復,就是口腔修復的鑲牙了。這項器官移植在古代就可以進行。20世紀初發現的輸血療法,也是人類移植器官的一種方法。從1967年12月2日世界首例心臟移植手術到1907年,醫學界研究人員發現了組織相容性之後,器官移植手術越來越多。到1989年,器官移植技術日趨成熟。
器官移植為一些病人打開了一扇希望的天窗,但由於人體的排異反應和供體器官的稀缺,器官移植的方法還是不能滿足病患的需要。
由於科學技術的進步,生物工程的迅猛發展,為人類開闢了又一途徑,這就是科學家們發明的用人工方法制造的人體器官。人造器官在生物材料醫學上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。
人造器官主要有3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。
機械性人造器官是完全用沒有生物活性的高分子材料仿造一個器官,並藉助電池作為器官的動力,例如:假牙、人造心臟等。目前,日本科學家已利用奈米技術研製出人造面板和血管。
半機械性半生物性人造器官將電子技術與生物技術結合起來。在德國,已經有8位肝功能衰竭的患者接受了人造肝臟的移植,這種人造肝臟將人體活組織、人造組織、晶片和微型馬達奇妙地組合在一起。估計10年內,這種仿生器官將得到廣泛應用。
生物性人造器官則是利用動物身上的細胞或組織,“製造”出器官或組織。生物性人造器官又分為異體人造器官與自體人造器官兩種。比如,在豬、老鼠、狗等身上培育人體器官的成功實驗是異體人造器官,而自體人造器官是利用患者自身的細胞或組織來培育的人體器官。
在經典童話《綠野仙蹤》裡那個因為沒有心臟,而無法愛別人的“鐵皮人”讓人記憶猶新。小“鐵皮人”固然令人憐惜,但現代科學技術的確能給人安裝一顆“人工心臟”。英國一位被植入了金屬心臟的病人在度過了7年的安詳時光後,於68歲時離世。如今,生命科學是如此神奇,人類可以製造出心臟、肝臟、腎、血液、骨骼、視網膜等器官來延續生命或完善生命的功能。目前,應用組織工程製造單一結構的組織、軟骨、表皮、角膜等,已經較為成熟。器官組織工程面臨的主要挑戰就是在臨床上如何使培育出的細胞組織可以形成特定的器官形狀,以及再生器官如何培育出血管、讓新器官得到充足的血液供應。希望在實驗室,不僅是可以培育出面板、膀胱組織等,而且在未來的某一天我們可以在實驗室培育出完整的人體器官。
科學家樂觀地預料,不久以後,醫生只要根據患者的需要,從患者身上取下細胞,植入預先有電腦設計而成的結構支架上,隨著細胞的分裂和生長,長成的器官或組織就可以植入患者體內。