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        高度仿真的人造器官

        時間:2023-02-14 理論教育 版權反饋
        【摘要】:人類運用科學技術仿造的人體器官,叫人造器官。日本學者還研制成了適于給各種血型的人輸血用的第三代人造紅血球。最難仿造的肝臟也由日本科學家制成了,雖然它是由人工在體外培養(yǎng)的肝細胞組成的,但已經(jīng)能代替肝的功能,使嚴重的肝病患者借此生存下去。此外,還有人造五官、手足、脊椎和性器官。在研制人造肌肉方面,日本的科學家作出了杰出的貢獻。
        高度仿真的人造器官_神奇的人體世界

        人類運用科學技術仿造的人體器官,叫人造器官。把這種人造器官移植到人體中,既可替代有病的失去功能的自身器官,又可避免移植來自別人體內(nèi)的器官所引起的免疫排斥反應。

        人工喉、人工心臟瓣膜、人工關節(jié)、人工耳蝸等大家都已相當熟悉,而人造心臟、人工腎等也已在醫(yī)學上得到了較成功的應用。近幾年,又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)和研制了許多更先進的人造組織和器官。如從螃蟹等動物殼中提取甲殼質(zhì)造成的人造皮膚,應用于燒傷病人的治療,取得了理想的效果。法國開始使用一種蛋白質(zhì)組成的生物膠,用來粘接皮膚、肌肉和骨頭,使外科手術變得方便多了。日本學者還研制成了適于給各種血型的人輸血用的第三代人造紅血球。借助先進的電子技術制成的假肢,已經(jīng)能夠直接接受神經(jīng)系統(tǒng)控制,而近乎取代天然肢體的功能了。

        科學家還用一種極其微小的自動化儀器,連續(xù)測定血中葡萄糖濃度,并指揮一個微型泵,按照計算結(jié)果向血中補加胰島素,維持血糖濃度恒定在最適當?shù)乃健_@種儀器小到可以植入病人體內(nèi)(或附在體外),事實上代替了糖尿病人胰腺分泌胰島素的功能,所以叫“人工胰”。最難仿造的肝臟也由日本科學家制成了,雖然它是由人工在體外培養(yǎng)的肝細胞組成的,但已經(jīng)能代替肝的功能,使嚴重的肝病患者借此生存下去。

        在不久的將來,巧奪天工的人造器官將不僅能挽救傷殘病患者,使他們過上正常人的生活,而且會在更廣泛的領域里造福于人類。因為,一些先進的人造器官,甚至在功能和原理等方面已超出了人體天然器官。如利用蝙蝠判斷障礙物的原理,研制出一種能發(fā)出和接受超聲波來“看”障礙物的盲人眼鏡,可使盲人從此扔掉探路的拐杖了。還有神通廣大的“電子鼻”、“蛙眼”、“電子耳”等,雖然不是用于人體修補的,但在軍事、工業(yè)等廣闊的領域中發(fā)揮著重要作用。

        目前的科技成就表明,世界上人造器官已經(jīng)可以替代幾乎所有的人體器官——假牙、假發(fā)早已在市場普及,人造晶體也已使成百上千的人恢復了視力,仿生耳可以使聽覺神經(jīng)完全受損的人恢復聽覺,越來越多的人更換了心臟內(nèi)部的一個小零件,例如用合成纖維或金屬制成的血管代替了發(fā)生栓塞的心血管,用人造心臟瓣膜代替發(fā)生病變的心臟瓣膜。此外,還有人造五官、手足、脊椎和性器官。

        美國科學家最近正在研制一種塑料肺,它將主要用于拯救肺癌患者的生命,同時還可用于替換慢性哮喘、肺囊腫性纖維化、肺氣腫患者的受損肺。美國國家衛(wèi)生研究所對此已撥專款500萬美元予以支持。該項技術是將一個如CD盤大小的塑料扁盒子嵌入人體胸腔,該盒子包含一個向血液輸送氧氣的多孔纖維管網(wǎng)絡,當人造塑料肺被置入患者胸內(nèi)時,體內(nèi)的血液就會通過多孔纖維管網(wǎng)絡,這時氧氣就會融入人體血液。同時,塑料肺把本該通過嘴和鼻子排出體外的二氧化碳廢物導出體外。目前,研究人員已經(jīng)成功地把這種人造塑料肺移植入豬的體內(nèi),它已能夠取代大部分自然肺的功能。不過,這種人造塑料肺還有些缺陷,它還無法復制自然肺為滿足人體不同能量需要而產(chǎn)生的生理反應。但科學家相信,設計技術和材料上的改進將使人造塑料肺很快進入實用化。

        在研制人造肌肉方面,日本的科學家作出了杰出的貢獻。日本茨城大學長田義仁教授主持的一個研究小組成功開發(fā)出用電壓實現(xiàn)屈伸動作的人造肌肉。它的材質(zhì)是一種化學名為聚丙烯酰胺異丁烷橫酸(PAMPS)的高分子凝膠,其三維結(jié)構的片狀個體大小約2厘米。實驗過程中用試棒從兩端將其拉開,搭在事先加有表面活性劑(肥皂類)的水槽上,然后在材料表面交替施加正負電壓,這時凝膠片就會像尺蠖一樣屈伸拉動試棒,速度為每分鐘25厘米。這項技術可望將來用于制造假肢人工肌肉及人工臟器的動力源。

        最近,英美一些企業(yè)開始小批量生產(chǎn)人造皮膚,其性能與人體皮膚無異,可用于皮膚移植手術。據(jù)英國史密斯-內(nèi)菲爾公司介紹,這種人造皮膚是該公司與美國先進組織科學公司聯(lián)合研制的,可修剪成各種適合的形狀移植在患者需要的部位。

        但是,人們至今無法制造人體最重要的一個器官——大腦,醫(yī)生們只能用速凝塑料修補病人受損的顱骨,但對產(chǎn)生意識和智慧的源泉則無能為力。

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