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第五百二十七章 组织工程学论人造膀胱的可行性(第2/4页)

    中空非管状结构,属于次一级的难度层级。”

    “再往下难度递减的话,就是制造出管状结构,比如血管和气管。”

    “至于人类能够制造出的最简单器官,都是扁平而且相对坚硬的,比如皮肤,角膜之类。”

    薛珅点点头:“所以你想说的是我们制造出了人造血管,属于第三级别的难度。”

    丁冕挥了挥手,说道:“其实难度并不是这样分的,实体器官与管状结构看起来很接近,中间只隔着一级,但两者之间的难度,远比人们想象的要大,可能是从0到1的差距。”

    薛珅饶有兴趣地问道:“那它们之间的关键性难点到底在哪里呢”

    丁冕脸色变得严肃起来,沉吟着说道:“这就牵扯到组织工程学的知识了。”

    “可能大部分人听到这个名字,会以为是一个管理学或者工程学上的名词,但它确确实实是一个生物学名词。”

    “这里的组织指的是多层次人体组织,比如纳米尺度的蛋白质,微米尺度的细胞,毫米尺度的血管,厘米尺度的内脏,它们最终生长成整个身体。”

    “组织工程学,就是指通过物理和化学的方式,解析组织结构,重新构建人体组织。”

    “在人体组织中,细胞以非常复杂的方式排列,或多或少地形成对称的三维结构。”

    “在大多数情况下,它们会被嵌入一个由活性纳米结构电缆组成的复杂网络中,这种网络是由蛋白质构成的支架,我们称之为细胞外基质。”

    “细胞外基质了一个具有结构,物理,机械,以及生化特性的环境,支持细胞的生长以及组织内的相互作用。”

    “这些细胞外基质属于一种活性的凝胶,由细胞分泌而来,其中含有大量的纤维状蛋白质和糖类,包括胶原蛋白,弹性蛋白,透明质酸以及蛋白聚糖。”

    “当我们遭遇伤害时,细胞外基质便被破坏了,当细胞移动到创伤位置时,细胞外基质的信息就已经消失了,所以细胞会产生疤痕组织填充空白,这些疤痕组织会更硬一些,而且和其他结构不一致。”

    “很早以前,人们就意识到,要想生长出人体组织,就得通过生成人工支架来种植细胞,从而重新创造出原本由细胞外基质的环境。”

    “这个人工支架必须具有合适的结构,才能让细胞附着其上,生存,演化和分裂。”

    “同时还必须具备生物相容性,能够传输物理和化学信号,以引导细胞分化。”

    “举个例子,人体的骨架就是由胶原蛋白和其他纤维蛋白编织而成的特殊支架,矿物性的磷酸钙盐可以在此沉淀,形成坚硬的骨骼。”

    “骨骼在纳米尺度下,将蛋白质与矿物质融合在一起,实现了它的特殊机械性能,同时兼具坚固与弹性,能够对抗因敌人或意外引起的损伤和裂痕,并且为生长与重生做好准备。”

    “这就是骨折之后能够重新修复并愈合的奥秘所在。”

    “由此发展出了人工骨骼移植材料,以及人工皮肤等等。”

    “这些桉例代表了一个新型学科的兴起,这就是组织工程学。”

    “操控多能干细胞使其分化成任意所需组织的能力,就是这一领域追求的终极目标。”

    “但是目前人类还无法做到这一点,只能退而求其次,但利用人造支架构造出全功能的组织,就这一点,也非常困
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