生物世界

你还记得《小壁虎借尾巴》里那只掉了尾巴的小壁虎吗？

小壁虎到处借尾巴，可最后它惊喜地发现，自己又长出了新尾巴。你是不是觉得小壁虎的这个“超能力”很厉害？

这种“超能力”其实就是“再生”。

       我们人类是否也拥有这样的“超能力”呢？

       可惜，截至目前，答案是否定的。

       你可能会说，我的手划伤后过几天伤口就愈合了，不是再生吗？的确，我们的皮肤、骨骼等在损伤后具有一定的自我再生修复能力，但人体大部分的组织器官，如心脏、神经、软骨，都没有这种能力。

       所以，“再生医学”诞生了。再生医学材料是再生医学一个不可或缺的部分。

       你也许已经知道，细胞是生命的最小单位。细胞的生长、分化衰老、死亡，决定了生命从诞生、发展到死亡的全过程。

       就像我们每个人都有家一样，细胞也不是孤立存在的，它们必须贴附在一些天然的材料上才能活下来并发挥它的作用。这些天然材料被称为“细胞外基质”

       再生医学材料就是科学家给细胞“建造”的新“家”这个“家”不仅能模拟细胞外基质，为细胞的生长提供良好的环境，还能指挥细胞发挥自己的作用，把重要的治疗“药物”运输到损伤的部位，激活再生潜能，从而帮助受损组织器官再生修复。

       不仅如此，科学家还发现，建造这个“家”的材料本身的特性比如它的组成、结构、表面特性，也都能成为“指挥”细胞的重要信号。也就是说，这些材料具有组织诱导性，因而也可以被称为“组织诱导性生物材料”。

       更让人惊叹的是，当新的组织器官慢慢长成，这个“家”完成了自己的使命后，就会逐渐地被降解替代，消失不见。

       你可能并不知道，在这一发现的背后，有着一份30 多年的坚持。

       1990年，研究固体物理的张兴栋和他的学生发现，被他埋进动物肌肉和皮下的一块多孔的磷酸钙陶瓷，居然“变”成了一块真骨头！

       没有生命的材料怎么就“变”成了有生命的组织？

       如果能揭开这里面的奥秘，那很多病人不就有希望了吗？

       想到这里，已经52岁的张兴栋毅然把自己的研究重点转到了再生医学材料。

      “因为这是国家的需要。”回忆起那时的决定，张兴栋院士说。

       在给近200只动物做了相同的实验后，1991年，张兴栋满怀信心地在意大利世界生物陶瓷大会上提出自己的结论：“骨诱导性生物材料”，即无生命的生物材料可以诱导有生命的骨形成。

       当时国际上普遍认为材料不能诱导组织再生，一个没有生命的东西怎么可能诱导有生命的组织形成呢？这简直就是天方夜谭！质疑声一次次撞击着张兴栋的耳膜：“他一个学物理的懂细胞生物学和分子生物学吗？想法怪异……”

       张兴栋并没有退缩，一直坚信自己的结论，因为它“来自我的真实的实验，来自事实”为了验证他的结论，国外派来专家进入他的实验室，和他一起做实验。最终，事实让他们不得不承认，张兴栋的结论是正确的。张兴栋成为世界上首个发现并确认材料可诱导骨形成的人。

       此后，张兴栋不断证实并发展自己的理论，首次在世界上提出“组织诱导性生物材料”这一概念。为此，他坚持做了大量实验：“科技创新需要大胆的想象、严谨的实验和坚持不懈的努力，用数据、用事实说话。我从来没有想过要放弃！”

       2018年，国际生物材料定义共识会将组织诱导性生物材料列入“生物材料定义”清单，这是由我国科学家首次提出的国际公认的生物材料定义，被来自世界各地参加会议的专家称为“新一代生物材料的概念”。

       现在，科学家们在这一概念的基础上，相继研发出了形形色色的再生医学材料，用来修复我们的皮肤、骨骼、软骨，甚至有科学家正在研究可以修复神经、角膜、血管和心脏的材料。

       看来，我们人类离拥有像壁虎一样“超能力”的日子并不遥远，你愿意为缩短这一时间而努力吗？

       供稿单位：重庆市产学研合作促进会

       作者：潘复生，中国工程院院士、重庆大学教授、重庆市科学技术协会主席

       审核专家：毛弋，重庆市科学传播专家团首席专家，重庆电子工程职业学院教授

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