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天人合一的生物活性材料
  文章来源: 发布时间:2003-07-04 【字号: 小  中  大   


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    天人合一是中国古人对自然(天)与人的关系的一种广为流行的看法,强调“天道”和“人道”或“自然”与“人为”的协调、融合。宋朝大理学家朱熹就说“天人一物,内外一理;流通贯彻,初无间隔”(朱熹《语类》)。这虽然是古代哲学内容,但随着科学的发展,人们发现组成人体的所有元素就是大自然中的一百多种无机化学元素,并且各元素间的数量之比也近似于地球上各元素间的数量之比。不仅如此,甚至自然界中现存的一些矿物也与人体有着很好的相容性,植入人体后就可以直接被人体吸收、代谢,直至构成人体的一部分。如羟基磷灰石就具有很好的“天人合一”的优点,与骨、肌肉、肌腱和皮肤等有着良好的生物相容性。现已证明,羟基磷灰石无毒、无刺激、不致敏、不致畸、不导致突变、不导致溶血、不破坏生物组织,并能与骨形成牢固的化学结合,促进组织愈合。目前科学家已用其制成人工颚骨、鼻软骨、听小骨等,作为颅面修复和听力恢复材料,取得了良好的临床效果。科学的发现不禁让我们惊叹:自然造化是如此神奇,竟真的存在“天人一物”,“流通贯彻”,难道我们先人的思想也是对这种自然现象的一种认识、一种科学幻想?

    上个世纪80年代诞生的生物材料与组织工程学,正是受这种天人相容的启发,仿生研制各种生物活性材料(加上适当的人体干细胞或其它细胞)以制作成各种“人体配件”,用于修复、替换人体病损器官或组织,达到延年益寿,实现长生不老的梦想。

    象羟基磷灰石那样有着很好的“天人合一”特性的生物无机材料,还有由自然界无机矿物合成的生物玻璃、生物活性玻璃陶瓷、磷酸钙骨水泥等。但是一种或几种材料还远远不够,它们可相容的组织有限。不难想象,要做成各种“人体配件”,势必要研制出多种多样的材料。在这些材料的研制过程中,生物相容性——“天人合一”性是科学家关注的首要一点,也是科学家追求的最高目标之一。

    一种生物活性材料的研制,大致有两种途径:针对某种目标组织的特点,从仿生学的角度去合成、复合出各种材料,然后筛选出这种组织最“容”的那种材料;或者研究一种现有材料与各种人体组织的相互作用,以筛选出材料最“合”的那种组织。筛选过程较为复杂。一般要研究材料浸提液、块体、多孔支架与目标组织细胞的相互作用,继而将这些材料的粉体、块体或多孔支架植入动物体内相应组织部位,进一步检测其生物相容性。这些通过之后,多孔支架可加上细胞做成人工组织或器官,再作体内、外实验,最后进入临床实验。临床实验证实材料与人体确实“天人合一”,那么材料才算合格,筛选工作圆满结束。

    下图1、2、3是目前被科研人员用于材料筛选的几种细胞,图4、5、6、7、8显示某种细胞贴附在材料上生长,图9、10电子显微镜照片显示细胞上长出许多毛刺状的胞衣,材料表现出杰出的生物相容性。

    决定一个人寿命的直接因素是易损器官的寿命,许多人的生命终结并非脑本身“原发性” 死亡,而是某个器官的病损、坏死或由它引起的其它器官的死亡,而导致整个人体死亡,即一个人寿命决定于他某个器官的寿命。如果在生命终结之前将这一器官换成由自己细胞结合在生物活性材料上组建的人工器官,那么人类的预期寿命将会大大提

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