组织工程和再生医学应用于临床前需要考虑哪些优缺点

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以组织工程（tissue engineering）为基础的再生医学（regenerative medicine）发展情况及应用前景如何？

谢谢

@袁霖

邀请！要充分地回答这个问题需要写个综述了，显然这不是你们想看到的。所以，答主就自己的了解做出一些概括性的解释和讨论。

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首先，还是先讲一下两个重要的概念：组织工程(Tissue Engineering) 和 再生医学(Regenerative Medicine)

组织工程 （Tissue Engineering）是一个多学科交叉的研究领域，它充分应用工程科学，生物科学，基础医学的原理，开发制造出具有生物活性的组织或器官替代物，用于保持，替代，修复，甚至于加强病变组织器官的功能。这个概念是由 Robert Langer (麻省理工学院)和 Joseph Vacanti （麻省总医院）于八十年代末，九十年代初提出，并在 Science上发表研究论文阐述这个概念和基本原理。

再生医学（Regenerative Medicine）是一个更广的定义，它包括组织工程（Tissue Engineering），但同时还包括 身体组织系统的自身修复 （Self-healing） 组织工程（Tissue Engineering）和 再生医学 （Regenerative Medicine）目前被大范围的混用，主要是因为目前来看组织工程的最终目标就是替代或加强组织的自身修复，用以治愈复杂的慢性疾病。

（Tissue engineered human ear, credit: Harvard University）

经过二十多年的发展，组织工程无论在基础研究，临床应用，和市场转化方面都取得了非常大的发展，其研究成果已经在很大程度上改变了临床治疗思路，使大量病人受益。虽然是一个相对来说比较新的学科，但是自诞生以来就一直吸引了大量的关注度。各国 （美国，日本，新加坡，中国，等等）都在投入高额的研究资金来推动这个学科的发展，与此同时，大量相关的研究人员 （临床医生，工程师，生物学家，化学家，材料学家，等等）都被吸引到这个充满潜力的领域，用他们在各自领域更专业的知识和技能来不断推动组织工程学科的发展。

值得指出的是，中国在近年来，在组织工程领域投入的前所未有的人力和财力，1999-2009 这十年间，中国政府投入了过5亿RMB 在组织工程的研究和临床应用上。Science杂志在2012年就曾发表评论 “China's Push in Tissue Engineering”对中国在这方面的发展做了报道，还报导了中国在此领域的先驱人物：南通大学顾晓松 （神经系统），上海交大曹谊林（骨骼系统），清华大学崔福斋（脑组织）。

对于再生医学来说，目前组织工程主要在以下几个方向不断取得发展和突破：

1 细胞来源

再生目标组织或器官，通常需要使用相应的细胞，比如心肌细胞 （心脏），上皮细胞（皮肤），骨骼肌细胞（肌肉），等等。然而，很多细胞脱离了自体的原生环境，并不能在体外长期保持其功能和活性，比如肝脏细胞的体外培养一直是一个难题。所以新的细胞来源的取得就显得异常重要。多能干细胞 （Pluripotent Stem Cells）的使用可以很大程度解决这个问题。胚胎干细胞 （Embryonic Stem Cells）, 诱导多能干细胞 （iPS cells）都是目前研究的热点，尤其是 iPS 细胞，因其独特的功能和不会造成伦理问题，已经成为全世界研究人员的宠儿，不断开发其新的应用，用于特定组织和器官的定向分化。与此同时，比多能干细胞更有特异性的组织干细胞，比如骨髓间充质细胞 （Bone marrow stromal cells），脂肪干细胞 （Adipose-derived stem cells）, 脐带血干细胞 （Umbilical cord blood stem cells）等等，也被研究人员用于不同组织的再生。更特异性的细胞比如软骨祖细胞 （chondrogenic progenitor cells），心肌干细胞 （cardiac progenitor cells）也已被成功分离，并用于相应组织的再生。

(iPS cells forming a colony, credit: Flickr)

2 新型生物材料

成功地组织工程，一定离不开生物材料学科的发展。再生具有不同特性的生物组织，材料的选择至关重要。组织工程发展初期，材料通常被用做支架用以支持细胞的贴附和生长。目前新材料的开发主要侧重于材料的生物学特性，新的材料不但要能作为支架，还要能与细胞相互作用，诱导细胞迁移，扩增，定向分化。同时新材料还被赋予了调节细胞生长的微环境的功能，比如释放生长因子，传递信号因子，抑制炎症，等等。更有能自组装 （self-assembly）的新型生物材料，能在外部刺激的情况下，实现在特定时间，特定微环境中自我组装成目标组织或器官的形态。虽然这些研究还在早期的探索阶段，但可以预见未来会出现激动人心的突破成果。

( Biomimetic liver tissue engineered from novel biomaterials, credit: NIH)

3 信号因子

对于体外细胞培养来说，缺乏了体内的原生环境和相关的信号因子，很难成功地有效率的分化为目标组织器官。经过多年的研究，部分组织定向分化所需的生长因子已经逐渐被确定。传统的组织工程方法通常直接应用已确定的生长因子组合，用于培养细胞或者装载了细胞的支架材料。然而，生长因子分离纯化耗时耗力耗钱，所以并不是长期使用的最佳选择。目前这个领域的发展主要侧重于化学小分子，基因，物理刺激，等等。通过化学小分子的作用，可以激活与生长因子作用相当的生物信号通路，因而诱导细胞分化。基因的转导，使细胞本身能在不需要外界刺激的情况下实现分化，以及功能的获取。对于不同目标组织分化过程中的物理刺激，比如失重，加压，支架材料的表面结构，等等也可以促进细胞的分化。结合新型生物材料，将不同信号因子和材料合并，也是一个研究的热点，所谓的 “Smart Material”。比如，具有药物缓释功能的支架，加载的质粒DNA的水溶胶，等等。

(Recellularization of decellularized rat kidney, credit: Harvard Medical School)

4 生物制造方法

生物制造 (Biofabrication)是一个相对较新的名词，顾名思义就是利用构成生物体的基本元素 （细胞，生长因子，生物材料，等等），制造出具有功能的生物组织或器官，或者用于研究的生物系统，这里主要谈一下前者。最传统的组织工程制造方法就是将细胞装载到3D支架，并在具有生长因子的环境中培养。经过多年的发展，大量针对于不同组织的制造方法被开发出来。举例来说，去细胞器官 （Decellularization）的重新细胞化 （Recellularization）已经在实验中用于肝脏，肾脏，心脏，等的组织工程；细胞膜片 （Cell sheet）的3D组装也已经被成功应用于软骨，血管，皮肤等组织，并已经有临床产品用于病人； 微组织 (micro-tissue) 作为基本结构单元，也被成功用于血管，肝脏组织，肌肉组织等的再生。目前很热门的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。由于其精确地控制能力和个性化特点，使得定制人体组织器官成为可能。虽然3D生物打印处于初期研究阶段，有很多困难要克服 （请参见:

3D生物打印的主要难点是什么

），但是随着技术的成熟和组织工程自生的发展，成功3D生物打印出人体器官并不是幻想。

(3D bioprinting for tissue engineering, credit: Wake Forest University)

组织工程 （Tissue Engineering）一直在不断发展和进步，虽然大量的研究成果还仅限于实验室阶段，但已经有很多技术进入了临床转化，甚至于市场化。不仅仅在其医学领域的应用，利用再生出的组织进行药物测试和毒物测试也被认为是未来5-10年的一项研究热点，这也将给生物医药产业带来革命性的突破。

(Human-on-a-chip drug testing model, Credit: Wyss Institute, Harvard University)

参考：

1

China's Push in Tissue Engineering

2

The Laboratory for Tissue Engineering and Organ Fabrication

3

Langer Lab: Professor Robert Langer

4

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2、衣物类：衣服、鞋子、拖鞋、泳装、太阳镜、帽子、围巾、口罩。

3、个人洗护类：旅馆的洗护用品通常质量较差或者卫生欠佳，情况允许的情况下，最好自己携带更为卫生放心。可购买小巧的旅行装物品。

4、电子类及其他小物品：手机、充电器、充电宝、耳机、相机、雨伞、梳子、小镜子。

5、常用药品：有的国家对药品严格，出国前要了解所携带药物是否可以出境。

扩展资料：

除了要在出门前彻底检查证件是否带齐之外，最好用手机或者相机将每个证件的正反面都拍照留底保存，机票最好也有副本备份，并且发一份到自己的邮箱存档。另外，还要带两张证件照以防出门在外要重办遗失证件。如果是出国旅游，请一定要记下自己的国籍在目的地的大使馆地址电话。

如果出外旅游时间较长，又没有人可以帮忙照看房子，可以考虑装一盏自动开关的照明灯(Automatic Light Timer)，装好之后，灯会按照自己设定的时间开关，让外人以为家里有人，在一定程度上起到防盗作用。

参考资料来源：

人民网-旅游需要准备的东西 旅游需要带什么必需品

1，天津古文化街

天津古文化街，位于天津市南开区东北角东门外、海河西岸，系商业步行街，国家AAAAA级旅游景区。作为津门十景之一，天津古文化街一直坚持“中国味，天津味，文化味，古味”经营特色，以经营文化用品为主。

2，天津热带植物观光园

天津热带植物观光园位于天津市西青区曹庄花卉市场内，于2003年建成，该项目总投资26亿元，占地面积500亩， 建筑面积40000平方米。

3，天津宝成博物苑

天津宝成博物苑前身为宝成奇石园，坐落在风景秀丽的海河二道闸南侧，占地面积260亩，投资12亿多元人民币，由中国政协委员、中国工商联常委、宝成集团董事长柴宝成先生创建，是目前国内国家文化局首家特批的一座私人博物苑。

4，七里海国家湿地公园

七里海国家湿地公园地处天津市东北部，位于天津市宁河区境内，距天津市区30公里，距北京100公里，距唐山40公里。七里海是1992年经国务院批准的古海岸与湿地国家级自然保护区，是天津最大的天然湿地，也是津京唐三角地带极其难得的一片绿洲。

5，天津欢乐谷主题公园

天津欢乐谷主题公园占地面积35万平方米，坐落于天津市东丽湖畔。全园分为六大主题区：演艺中心、欢乐时光、海洋之心、维京海港、圣诞村、飞跃加勒比。

功效很好，可以根据冰箱的设定温度和档位来自动调节冰箱制冷温度。控制冰箱的运行状态，让冰箱内部温度始终保持在设定温度区间内，是冰箱的一个非常重要的零部件。

/ _x005f_x005f_x005f_x005f_x000b_1、冰箱温控器是通过蒸汽压力或者冷藏食物的温度差异来感受温度，自行调节，保持温度。在设定范围之内，如果缺乏温控器的调节，那么冰箱压缩机可能会一直工作，冰箱持续制冷，内部就会结冰。2、在使用的过程中，需要根据天气状况、环境温度来改变温控器的档位。温度较高的时候，冰箱的制冷功能受到一定影响，温控器应该使用第一档，空调制冷温度低，有利于食物的保存。

3、在空气温度较低的时候，冰箱制冷简单，就不需要开大功率的模式，将温控器设置在四档左右就可以了。根据不同的温度来设定冰箱制冷温度，有利于增加冰箱的使用时间。整体而言，冰箱的温度控制器功效需要视冰箱的设定温度和环境温度而定，如果温控器的档位较低，那么功效低一些，当档位为零时，温控器就会停止工作。

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