---漫工程再生

(片1:父子)
一.背景
代上所使用的器官取代技(例如器官移植和洗器等)拯救了多生命,但他患者造成了沉重的,不是完美的解之道。工程化生物是量身打造的,又和免疫系相容,有著改善器官受者的生活。它也可以足人其他的需求,例如作物毒性的「器官晶片」。工程化可以有多形式,成或薄的胞,到的厚,最的挑是具有功能的完整器官。目前科家已研出可替代皮和骨的品,人造的膀胱、角膜、管和血管也在行床。
而工程是一整合材料科、生物技床技的新域,研究人使用胞、支架及性生物分子(生因子)行修或置因病或意外造成的受器官,科家胚胎育器官的修程中,察到生是依循著生命行有次、有秩序的,在不同生理件下,特化成器官,例如薄膜的表皮用保身免於感染物入侵、管的血管用送分代液、的角膜必透光、神胞藉由神物。近年,胞源已逐成熟胞胚胎胞成胞,以材料作支架,以生物反器放大胞量床治的要求。
此外,合目前半的微程微,可展工程生晶片之器官助系。而生晶片研究在上仍初期展段,依功能用途分,主要可分大,第一型晶片(微列晶片),如基因晶片(DNA Micro-array)、蛋白晶片(protein chip)。第二理型晶片,如微流晶片(Micro-fluidics)及微式晶片(Lab-on-a-chip,LOC)。目前以微列展成熟。而目前已有的整合性生晶片(包括:囊、非侵入式血糖器、穿戴式生戒指、端照系)。另外有些仍於研的生感器,如械式、子式光式等等。亦已多生晶片,例如CIC CMOS生物感平台、人工膜晶片、美容晶片、生音晶片等等。
以生晶片作光、、械力等物理性源,加上工程的生物相容性材料培胞融合,可植入性人工器官及生子肢之展,最成完美肢再生之目。

(片2:奈米表面,科人No.88,p.63)
二. 研究方向
工程是用生物工程原理展活的取代物,修、持或改善人的功能,而此取代物成病人身的一部分,疾病可提供特定的,也就是移植具有功能的人工或器官於,以期能到修之目的。目前在工程再生域,大致上可分研究方向:
A.在工程方面:
1.大多的都需要血管,而供血液的困度一直都限制了工程物的大小。所有厚度超100微米的都需要血管系,因在的每一胞都必非常接近微血管,才能吸收氧和分。在去年,人已明出一些新的方法,可以在、外造血管。多技是源於皮胞的境需求有更多的了解,以及能材料塑造成非常微小的先能力。
2.引胚胎胞一致分化成所需的胞型,必模仿胚胎胞的天然微境,到最佳分化件,找到合的合。而取自病人自重新具有胚胎胞能力的胞,可以成建的理想材料。
3. 器官和育以及胞正常作,胞和周境的交十分,在中提供合境也十分重要。要生能行期功能的,必可能的基本生物性是非常重要的。因此中的微造和胞相位置,在工程的造中也必重新造出,才能出所需的功能。
4.使用生系晶片及微的控制功能,合胞培技,跨越生物-界面之信息,展新一代的生子式肢。
B.在再生方面:
1. 改血管的生功能,可以治癌症以及常血管系之疾病,例如粥硬化、糖尿病膜病以及型老年性斑退化(型AMD)。因此可使血管恢正常的物或技,於控制造成液蓄(水)的疾病,以及需要造持正常血管系作的工程再生,都能派上用。
2. 若能控制人口的情,口重新胚胎育模式的合程,或可以再生出大部位的肢。例如螈在受後小口合,但不形成疤,且胞互相送信,天口展重建程。
而哺乳物的胚胎皮受合,不形成疤,而是完美再生出皮,示皮育成熟,胞向化反。然此差可能反映了母胞的改,但更有可能是因胞外口境信的改,而影了母胞的行。
3. 末梢神的特功能再生
直至晚近,都神周胞不是一包而已,它的唯一功用是任神元的支信的。但在已了解到,它任了供的主要角色,控制了穿透神胞膜的外子的散。因此,它具有神逐一引的速度,甚至於可到抑制作的程度。是由於大中神胡散播所引起的。它可能在「」方面扮演重要的角色,也可能任了「直流流」的角色。直流流是再生程中的一重要因子,更是神合或修中不可或缺的部分。
4.了解各育和合的程中,生因子及胞外分子在特定期的度和合,研究育中的和再生的口基因蛋白之的交互作用,而做出模仿人自身修和育的。

(片3:微程,科人No.88,p.63)
三. 研究主
上述的研究方向中,有多主值得探:
1.在的用面上,以人工微血管神再生工程主
胞自近胞和四周具有支持作用的胞外的化做出反。成境中表面形和地的械性刺激,胞也有所反。例如以奈米槽模某些中天然基的形,提供皮胞械息,影胞的形、移速度和生,形成一似微血管的。
著工程日益步,胞培技日益成熟。以皮胞植覆做血管表面之研究方未艾,而血管快速皮胞化,可以增加人工血管通性。而新的研究主利用血管生因子在各型的工程品上行血管再生。
2.在器官面上,展植入性人工器官器官助置
了控制可植入式器官助置的血管形,先在矽模板上以微程刻出所要的血管排列。在以矽模版塑型且具生物相容性的聚合物支架上植入皮胞包覆人工血管壁,胞培在支架的管道中。有「血管」的支架或培的胞交堆,各之隔著奈米多孔膜,可使胞就近取得血液供的氧分。
在工程器官中,常需要血管的入。其作法在工程的支架材料中同促血管形成的生因子,期望藉由生因子的控制放能使血管在地方形成。另外亦可合生物物理性,如模仿特定器官之共振率、或提供特定之磁不同波之光照能量,除了血管新生之外,可更加完整地重人工器官之微。
3. 口修到肢再生的力上,母胞再生反之航
母胞是物中最常的胞,也合成持胞外。在口合程中,一始的炎反先刺激凝血制,在口上形成一性表皮,接著母胞移至口,行胞分裂分泌原蛋白,化生因子(TGF-β)也刺激更多原蛋白的分泌,胞外的成分和於是改,在晚期便形成了疤痕。
然而,如果口行再生反,早期的炎反微、TGF-β分泌也少,母胞移至口形成芽基,群胞似胞,具有分化能力,可以由母胞提供的定位息,一步定要如何在口分化新生的胞,以器官的再生。
4. 整生理作看,胞息的通方式仍是一大重
詹姆士生:「神科尚未出相於DNA螺旋的突破,因了解了DNA的,我才得以解染色存的方式,及那些的性。」
生以研究可得息存方式;相反的角度之,研究息和通方式,亦可描出中微所代表的生理意。
除了目前已知的分子生物生化中的蛋白、核酸第二信使之外,生物物理中的生物力波、生物磁生物光子等,亦有待一步研究。部分可整合生微晶片的研究,建的胞-微境之通模型。
合生物物理生物化的,可以更清楚地拼出胞胞、胞的通,亦可整合病患人之全身性生子量生化值考指,各不同生理病理疾病段行整,甚至合基因工程解之研究做化之分析。如此方能於工程再生域,提供人化、客制化的需求,亦如同中的整,成生命周微、巨境之和作。

(片4:Hox基因控,科人No75,p.52)
四.
再生重建科技是代的想,中涉及了先端的分子生物、生物物理、神息床等跨域整合。著多重得精光用於生理的分析,化信外的胞物理息通模式,而石墨微晶引生子矽晶半走向以碳主的生物。
而工程化是由胞、具生物活性的化物和支架材料所成,必接受FDA的格分析。合奈米技、胞生物、系生物、外科和工程的研究,兼培之胞、支胞生所需的支架和改善胞生微境的息因子,方能出前多人需要的先器官替代品。
藉由工程的研究,人工微血管神再生工程,到植入性人工器官器官助置,可以在疾病的急性期或急的刻病人救助。而在接下的修健程中,口修到肢再生,就必借助多能性胞(iPS cell)之分化及母胞的定位息,且成以混合物的方式取代反病毒或修後的腺毒防止瘤形成。於早期形成的肢疤痕能失已久的器官,可以生子式肢(例如人工膜)改善病患之生活品。而中整生理作的完整性的搭配,仍深入了解和控胞的息通。
著後工代後代思的,世界於生命看的角度逐由整走向部分,而量子物理分子生物化等技的展,更原本的胞入了奈米的微世界。面破碎的生命宇宙,我如何再次建重出理想的度,必藉助今最尖端的生物科技最古老的生命智慧。
胞面的和分化、面的修建、器官面的合群聚,到整源分布息的循神分泌系等,由任何介入,整生理社的和性都是健康所要追求的目。
五. 考文
[1]. 整合生物科技工程再出,Ali Khademhosseini、Joseph P. Vacanti、Robert Langer,科人No.88,p.52-65,2009年6月。
[2]. 解生晶片,王乃,于天,2007。
[3]. 生晶片系介,邱俊、有梁、奕澄等,子,第15卷,
第一期,p.12-27,2009年6月。
[4]. 再生,林峰、徐善慧等,生物工程,p.593-630,海,2008。
[5]. 服血管治瘤,Rakesh K. Jain,科人No.76,p.70-77,2008年6月。
[6]. 人肢也能再生?,Ken Muneoka、Manjong Han、David M. Gardiner, 科人No.75,p.42-49,2008年5月。
[7]. 神路的再生修,志,科月刊,1989年5月。
[8]. 母胞:再生反的航,蔡妙智、元豪,科人No75,p.50-52,
2008年5月。
[9]. 家DNA螺旋者生,科人No98,p.36-43,2010年4月。
[10]. 胞起死回生,Konrad Hochedlinger,科人No.100,p.42-50,2010年6月。
[11]. 者,奕澄,科人中文版No.76,p.10,2008年6月。
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