组织工程和再生医学应用于临床前要考虑哪些利弊？
下载应用程序
基于组织工程的再生医学发展和应用前景如何？
谢谢你
@袁林
邀请函！要完整回答这个问题，你需要写一个总结，这显然不是你想看到的。所以回答给出了一些大概的解释和自己理解上的讨论。
———————————————————————————————————————————
首先说两个重要的概念:组织工程和再生医学。
组织工程是一个多学科的研究领域，它充分应用工程科学、生物科学和基础医学的原理，开发和制造具有生物活性的组织或器官替代物，用于维持、替代、修复乃至强化病变组织和器官的功能。这一概念是由罗伯特·兰格(麻省理工学院)和约瑟夫·瓦坎蒂(麻省总医院)在20世纪80年代末90年代初提出的，并在《科学》杂志上发表研究论文阐述这一概念和基本原理。
再生医学是一个更广泛的定义，它包括组织工程，但同时也包括身体组织系统的自愈。组织工程和再生医学目前应用广泛，主要是因为组织工程的最终目的是替代或加强组织的自愈能力，以治愈复杂的慢性疾病。
(组织工程人耳，鸣谢:哈佛大学)
经过20多年的发展，组织工程在基础研究、临床应用和市场转化方面取得了长足的进步，其研究成果极大地改变了临床治疗思路，使大量患者受益。虽然它是一门相对较新的学科，但从诞生之日起就引起了人们的广泛关注。国家(美国、日本、新加坡、中国等。)都在投入大量的研究经费来推动这个学科的发展。同时，大量相关研究人员(临床医生、工程师、生物学家、化学家、材料科学家等。)被这一潜在领域所吸引，并以其在各自领域更为专业的知识和技能不断推动组织工程学科的发展。
值得指出的是，近年来，我国在组织工程领域投入了前所未有的人力和财力。从65438年到0999-2009年的十年间，中国政府投入了5亿人民币用于组织工程的研究和临床应用。2012《科学》杂志发表评论《中国在组织工程方面的推进》，报道了中国在该领域的发展。还报道了国内该领域的开创者:南通大学的顾(神经系统)、上海交通大学的曹以林(骨骼系统)、清华大学的崔福斋(脑组织)。
对于再生医学，目前组织工程在以下几个方向取得了不断的发展和突破:
1.细胞起源
要使目标组织或器官再生，通常需要使用相应的细胞，如心肌细胞(心脏)、上皮细胞(皮肤)、骨骼肌细胞(肌肉)等等。然而，许多细胞在没有其原生环境的情况下，无法在体外长时间保持其功能和活性。比如肝细胞的体外培养，一直是个难题。因此，获得新的细胞来源是非常重要的。多能干细胞的使用可以在很大程度上解决这个问题。胚胎干细胞和诱导多能干细胞(iPS细胞)是当前研究的热点，尤其是iPS细胞，因其独特的功能和不会引起伦理问题而成为世界各国研究者的宠儿，不断开发其定向分化特定组织和器官的新应用。同时，比多能干细胞更具特异性的组织干细胞，如骨髓间充质细胞、脂肪干细胞、脐带血干细胞等。也已经被研究人员用来再生不同的组织。更多的特定细胞，如软骨形成祖细胞和心脏祖细胞，也已被成功分离并用于相应组织的再生。
(iPS细胞形成菌落，鸣谢:Flickr)
2.新生物材料
成功的组织工程必然离不开生物材料的发展。材料的选择对于再生具有不同特性的生物组织是非常重要的。在组织工程的早期阶段，材料通常被用作支持细胞附着和生长的支架。目前新材料的开发主要集中在材料的生物学特性上。新材料不仅要作为支架，还要与细胞相互作用，诱导细胞迁移、扩增和定向分化。同时，新材料被赋予了调节细胞生长微环境的功能，如释放生长因子、传递信号因子、抑制炎症等。还有可以自组装的新型生物材料，在外界刺激的条件下，在特定的时间和特定的微环境中，可以自组装成靶组织或器官的形状。尽管这些研究仍处于探索的早期阶段，但我们可以预见未来会有激动人心的突破。
(新型生物材料仿生肝组织工程，鸣谢:NIH)
3.信号因素
对于体外细胞培养来说，如果没有体内的原始环境和相关信号因子，很难成功、高效地分化成靶组织和器官。经过多年的研究，一些组织定向分化所需的生长因子已逐渐确定。传统的组织工程方法通常直接应用已建立的生长因子组合来培养细胞或负载细胞的支架材料。但生长因子的分离纯化费时费钱，不是长期使用的最佳选择。目前，该领域的发展主要集中在化学小分子、基因、物理刺激等方面。通过化学小分子的作用，可以激活相当于生长因子的生物信号通路，从而诱导细胞分化。基因转导使细胞在没有外界刺激的情况下分化并获得功能。不同靶组织分化过程中的物理刺激，如失重、压力、支架材料的表面结构等。，还能促进细胞分化。结合新的生物材料，结合不同的信号因子和材料也是一个研究热点，即所谓的“智能材料”。比如具有药物缓释功能的支架，负载质粒DNA的水溶胶等等。
(去细胞大鼠肾脏的再细胞化，鸣谢:哈佛医学院)
4.生物制造方法
生物制造是一个相对较新的术语。顾名思义，就是利用基本元素(细胞、生长因子、生物材料等。)组成有机体以产生功能性生物组织或器官或用于研究的生物系统。在这里，我主要说一下前者。最传统的组织工程制造方法是将细胞装入3D支架中，在有生长因子的环境中培养。经过多年的发展，已经开发出大量针对不同组织的制造方法。例如，脱细胞的再细胞化已经用于肝、肾、心脏等的组织工程。细胞片的3D组装也已成功应用于软骨、血管、皮肤等组织，临床产品已用于患者。微组织作为一种基本的结构单位，也被成功地用于血管、肝组织和肌肉组织的再生。目前非常热门的3D生物打印技术的出现，给组织工程和再生医学带来了又一轮新的革命。由于其精准的控制能力和个性化的特点，使得定制人体组织和器官成为可能。尽管3D生物打印处于初步研究阶段，但仍有许多困难需要克服(参见:
3D生物打印的主要难点是什么？
)，但随着技术的成熟和组织工程的自发发展，3D生物学成功打印人体器官已经不是幻想。
(用于组织工程的3D生物打印，鸣谢:维克森林大学)
组织工程一直在不断发展和进步。虽然大量的研究成果还局限在实验室阶段，但很多技术已经进入临床转化甚至市场化。不仅是其在医学领域的应用，利用再生组织进行药物检测和毒理学试验被认为是未来5-10年的研究热点，这也将为生物医药产业带来革命性的突破。
(人体芯片药物测试模型，鸣谢:哈佛大学Wyss研究所)
参考:
1.
中国推进组织工程
2.
组织工程和器官制造实验室
3.
兰格实验室:罗伯特·兰格教授
4.
/标签/组织工程
(推荐阅读)
6.
/terms/tissue_engineering.htm
(推荐阅读)
______________________________________________________________________________________
转载请注明出处。
YY博士
关注问题，写答案。
12答案
相关建议
想脱单又不想去相亲？有什么优质的社交平台推荐吗？
别说，我还真知道有个靠谱的社交平台。作为一个996时间紧张的上班族，我太了解找个女朋友有多难了！刚在社交小程序上找到一个三观一致身材超辣的女朋友。我觉得相亲太尴尬了。两个不熟的人见面直接聊天，完全没有话题。他们只用社交小程序，还可以查看个人信息和喜好，防止尴尬聊天。如果兄弟们也有同样的相亲烦恼，请点击下面的小程序，寻找你的另一半！小程序不仅有详细的个人信息，还有严格的审核防止欺诈。h...
含糊不清的回答
保护眼睛减少红血丝的最好方法是什么？
32天！明眸才得心应手！！无论是熬夜还是盯着电脑手机屏幕，眼睛发红充血，还是眼睛太干，不到7天就能改善！只有用了一片叶黄素酯片保护眼睛，你才发现蒸汽眼罩和眼药水这种短命的方法，还不如叶黄素的内在提升！是为了补充眼睛流失的养分。补充所缺的东西比一味的缓解更高效，更有针对性【方法很科学简单，适合经常用眼的人，比如程序员，农民工，大学生等等】说真的，以前谁跟我说吃这个东西1个月就好了。...
我没有肉答。
你给猫主人买过哪些有用又不贵的猫产品？
作为一个退休的猫舍管理员，今天就来看看猫舍的秘密吧！其实猫粮罐头猫砂一直都很便宜，但是大部分人都被骗了！自从知道了这个秘密，我每次买艾克娜、纽崔莱这样的大牌猫粮都能打个八折或者七折！！以比别人低的价格每个月节省2000多元！那怎么才能买到像我这样又便宜又好看的猫咪产品呢？今天我就带你一起去曝光猫圈用品不为人知的内幕！其实很多大牌商家每隔一段时间都会通过各种渠道联合发布很多。...
吃鱼的喵的回答
冬天怎么穿才能显瘦保暖？
苗晓晨的回答
2022年取暖器推荐全屋舒适暖气选购攻略附(取暖器/充油暖气片/快速采暖炉/踢脚线)
毛旭的回答
洗地机是智商税吗？如何选择好的洗衣机？
这年头，在某些人眼里，什么都有“智商税”的嫌疑。作为洗衣机的真正用户，我这次必须站出来说，洗衣机不仅是智商税，更是每年必推的宝贝！因为洗地机给我生活带来的变化是肉眼可见的~一周只有十分钟清理全屋地面，其余时间我只想躺着感叹“洗地机好香”。面条和米粒扣在地上了吗？没事~直接吸吧~顽固污渍不好清理？没事~容易清洗~整个过程，我只需要扶着“手杆”走路，不用弯腰，不用。...
米露小姐的回答
「通过考试」和「自己考」有什么区别？
自考大四袁晓楠回答。
申请英国留学需要多少GPA？英国大学对GPA的要求是什么？
建议大家可以下载留学快问app/点击下方进入小程序查询世界各地大学的录取要求，有大量案例可供参考，看看同样背景的同学都去了哪些学校。/plugin/ea 061 b 65 f 572 aecc 3d 3 aecc CB 8 cccb 0？商务=电子商务1。你本科期间的GPA对你申请英国硕士的影响很大。与美国相比，英国大学更注重分数。你的大学背景和成绩差距很大。...
关于留学的快速问答
推荐一个可靠的白嫖集团！
YL10的回答