图三 老鼠的背上种植人工软骨（a）刚种上 （b）种植8星期以后
图二 骨细胞提取的大致过程
图一 人工骨的“支架”
什么是人工活体骨？大家看到这个题目肯定会发出这样的疑问。简单地讲，人工活体骨就是用自然界或者是人工合成的生物材料制备成的 “支架”以及人工提取的活的骨细胞结合来制备一种可以植入人体内骨缺损部位，从而达到骨修复目的的一个“活体骨组织”。为什么称它为“活体骨”呢？因为这种人工制成的“骨”具有自然骨所具有的特殊功能和形态，实际上在体外培养时就是一块“小小的有生命力的骨”，可以被植入人体的骨缺损部位去修复骨创伤。它是人工骨的。
可能有人会说“骨头是可以再生的”。不错，可是人体有些特定的骨组织自身修复能力有限，例如关节软骨损伤。由于关节软骨是无血管、淋巴管和神经的组织，其自身修复能力有限，损伤后常导致关节功能活动障碍。我们通常所说的“伤筋动骨一百天”也就是形容了骨头再生的缓慢给人们带来的痛苦。除此以外，在日常生活中，我们还会碰到因为严重创伤需要进行骨替换的情况，如截肢或骨肿瘤清除后的修复。因此，人工骨的研究具有很深远的意义。 由于人的骨头大体上是由有机和无机两部分组成的，因此人工骨材料的组成也逐渐形成了以有机和无机复合材料为主的趋势。通常情况下，我们将这种复合材料制备成多孔的类似于泡沫状的“支架”，实际上它的功能类似一座“桥梁”。因为待骨组织生长到具有一定强度时，这座“桥梁”会在体内的生物环境中逐渐降解成人体可以靠新陈代谢排出的一些产物，这个时候它就“功成身退”了。这个“桥梁”必须具有一定数量的孔并且孔的大小要适度，孔和孔之间要互相连接。不仅如此，这个“桥梁”有时还必须具有一定的强度和我们所需要的形状。图一就是一张典型的“耳朵和腿骨支架”的图片。为什么会有这么多的要求呢？这是因为这个“桥梁”在一定情况下必须在人体内承担起自然骨的负重，如果强度过太低，在骨还没有形成之前降解，就起不到“桥梁”的作用了。如果强度太高，骨组织都已经长好了，“支架”还没有降解，在人体内又会产生一些副作用。 除了搭这个“桥梁”以外，我们还必须在这个“桥梁”上种植一些有生命力的东西，这就是“骨细胞”。这些有生命力的“骨细胞”是形成骨组织从而修复骨缺损的“主力军”。没有了它们，就不能称为“活体骨”了。将这些种植了“骨细胞”的支架放在适当的环境中培育一定的时间，待这些“骨细胞”适应了“支架”这个环境开始生长、繁殖并形成一定的骨组织时，再将这个已经是“活体骨”的组织植入体内去修复骨缺损的部位。骨细胞会在支架逐渐降解时继续增生繁殖，达到修复骨创伤和重建骨的目的。图二就是细胞的提取和种植示意图 那么待“人工骨”植入体内后，它能很好地发挥作用吗？有人拿动物做了实验。在一只老鼠的背上人为地制造一块软骨的破坏，然后将“人工软骨”种植进去，一定时间后观察到这只老鼠没有任何异常，健康如常。图三就是只老鼠在开始种植人工软骨和最后修复成功后的照片。
目前，“人工骨”的研究还处在动物试验阶段，要使用到临床上还有一些问题有待解决。随着材料科学和医学的快速发展，越来越多的生物材料会被挖掘出来，医学研究技术也不断进步，必然会给“人工骨”研究带来美好的前景。我们相信，在不久的将来，我们再也不必为严重的骨缺损而苦恼，人类的将会少了很多的痛苦。 |
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