关于生物材料的一些思考

关于生物材料的一些思考

在课堂上，老师向我们介绍了生物材料，尤其是其对于未来前景的展望让我心驰神往，抛开迂腐的道学家的偏见，生物材料的发展对人类百利而无一害。

尤其是老师进一步向我们介绍的生物再生，并由此而引发的关于人类器官再生乃至器官超市的构想让我心向往之，所以收集资料，写下这篇不能称之为论文的一点思考吧。

（一）关于生物材料

根据老师上课所讲，生物材料替代人体器官或增进功能方面起着重要作用。近年来,随着科学技术的发展,器官移植正由保证生存向提高生活质量的方向发展。因而,生物材料迅速成为高新技术产业的新生长点而发展极快。在生物材料的应用初期,由于对生物材料与机体反应的认识不足所导致的医疗事故,也不断警示人们重视生物材料有效性及安全性评价,尤其是长期随访和后效评价的重要性。

2.问题：

（1）.生物相容性

指生物材料有效和长期在生物体内或体表行使其功能的能力。用于表征生物材料在生物体内与有机体相互作用的生物学行为。

根据材料与生物体接触部位分为：

血液相容性，与心血管外的组织和器官接触，力学相容性。考察力学性能与生物体的一致性. 材料要有合适的强度、硬度、韧性、塑性等力学性能以满足耐磨、耐压、抗冲击、抗疲劳、弯曲等医用要求。生物相容性主要包括血液相容性、组织相容性。材料在人体内要求无不良反应，不引起凝血、溶血现象，活体组织不发生炎症、排拒、致癌等。耐生物老化性能。材料在活体内要有较好的化学稳定性，能够长期使用，即在发挥其医疗功能的同时要耐生物腐蚀、耐生物老化。成形加工性能。容易成形和加工，价格适中。生物材料植入人体内后，可对局部组织和全身产生作用和影响。主要包括局部的组织反应和全身的免疫反应。

（二）关于再生

1.自然界的再生

（1）基本特点

❖生物界普遍存在再生现象.广义的再生包括分子水平,细胞水平,组织与器官水平及整体水平的再生.

❖一般再生是指生物体缺失部分的重建过程.

❖一般来说,植物比动物再生能力强,低等动物比高等动物再生能力强.

（2）例

火蜥蜴是唯一能在其整个生命过程中任意无限次地再生它的断肢的脊椎动物。断损处的伤口会快速愈合，紧接着，截断处会产生大量细胞“涌向”伤口。接下来，这些细胞会回复到胚胎状态进行重新分化。在“截肢”数小时之内，火蜥蜴的表皮细胞会来回穿梭于断面，以封住伤口，最终形成伤口表皮，也就是我们俗称的“结痂”过程。接下来表皮细胞会共同形成一个冠状突起，从这里会发出引导其他细胞行为的信号。随后纤维原细胞和肌细胞就开始向断肢处迁移。迁移到伤口处的细胞回复到低分化的原始胚胎细胞状态，并开始分化成生长新肢所需要的芽体，这被称为胚基。随着胚基的不断生长，它逐渐有了新肢的轮廓，其中就包括小的指尖，今后会形成脚趾。胚原细胞通过增生扩散和不断分化逐渐形成了骨骼、肌肉、纤维原细胞等等新的组织。随着内部解剖学意义上和外部轮廓结构上的不断成熟，新肢体终于长成，从而弥补了缺失的那部分前肢和趾。

（3）人体

进行截肢手术的人,在初期的反应和蜥蜴是一样的的但是后来是人体的组织在伤口位置形成了疤痕，而蜥蜴的身体反应却是开始再生，由一个初期的新肢胚胎长出一个新的肢体。

人的身体中再生能力最强的器官是肝脏，但是也没有办法在绝大部分硬化坏死或完全摘除后，无中生有地再生出新的肝脏来。人的皮肤受伤后虽然也会愈合，但如果伤得太严重，就难免会长成难看的疤。

人体大多数组织是可以完成“独立再生”的，这说明人类能完成局部再生是一个很现实的目标。

一些研究人认为，人体内有足够的干细胞，完全可以依靠自己使组织再生。他们认为，所需要的只是能激发再生功能的合适的分子。

也有科学家认为,再生是由基因控制的,如果我们能找到控制肢体再生信息的基因并设法开启它,那么再生就不会遥远

细胞水平:要想使整个断肢再生，目前就是需要改变向伤口处的细胞发出的信号，目的是让它们原先进行的“愈伤行为”停止，同时诱导并调控干细胞增殖分化,从而激活我们体内的“断肢再造”功能。

基因水平:找到人体内控制再生信息的基因密码和引发再生的基因信号，从而开启人体的肢体再生功能

天然组织和器官移植可以说是根治性的治疗疾病的方法。但是器官移植存在着术后排斥反应、术后感染、终生服药、费用高昂以及作为一般医疗机构普遍存在的供体来源困难等问题。

再生医学的基本原理是利用机体本来存在的自然愈合能力实现人体的原位细胞复制，再生为原位的器官组织，恢复器官的功能。所以不存在上述问题。

（4）干细胞(stem cells, SC)：一类具有自我复制能力(self-renewing)的多潜能细胞，在一定条件下，它可以分化成多种功能细胞。具有再生各种组织器官和人体的潜在功能。疾病发生的基础是细胞或组织变性死亡，功能减弱

或丧失。干细胞具有能够分裂增殖和向多种细胞分化的生物学特性及能

力。所以，通过干细胞移植来替代、修复患者损失的细胞，恢复细胞组织

功能，达到治疗疾病的目标。

❖再生医学的基本原理是利用机体本来存在的自然愈合能力修复和重建器官功能的不足。组织和器官再生大致可分为体内再生和体外再生两大类:

体内再生是指损伤的诱导和促进组织在体内进行自我修复;体外再生是指

在体外形成组织和器官，然后植人体内相应的部位。

❖然而利用干细胞治疗疾病也存在一定风险，因为,干细胞与癌细胞只有一步之遥，若干细胞无限分裂则成为癌细胞。

（三）总结

综合上文的分析可知，外在化工材料不及人体自身材料，而人体自身材料则可有两种方式: 体外培育再移植，和体内创造干细胞。最安全的似乎看来是体外培养。由于本人专业知识有限，难以进一步了解，或有心查找，但查找无门，只能做一个大致的分类，难以进一步分析出生物的再生过程中所涉及到的复杂生物变化过程，实属遗憾。