幹細胞技術的未來發展能否用於組織再生(例如增高,半月板再生)是否有這些可能性,以及目前的瓶頸在哪裡?
幹細胞當然可以用在組織再生,不止是可能性,現在也能在有限的範圍內使用。例如:
肺幹細胞:
https://www.zhihu.com/question/373156134/answer/1156587193
神經幹細胞(神經幹細胞植入大腦後一般會產生大量星形膠質細胞):
https://www.zhihu.com/question/402675983/answer/1306554953
組織工程學目前可以製造骨、軟骨、皮膚和一些粘膜、血管·瓣膜、一部分腎細胞、消化道、角膜、肌肉(包括部分心肌)、氣管、乳房、膀胱等,但普及程度不一。
在實驗動物身上,可以製作出具有功能的腎臟、肝臟、肺,但距離代替人的整個臟器還很遙遠。
瓶頸在於人體的性能十分有限,人的幹細胞的能力遠低於你的預期。
你培養一堆幹細胞放在人工環境或打到人體里之後,即使加上藥物誘導,它也不一定能有效地分化成你想要的細胞、組織,其進度可能被機械超越。
例如用細胞培養具有功能的整個心臟的進度落後於機械人工心臟,組織工程學培養晶狀體也遠落後於機器製造的人工晶狀體和電子眼,還有些國家將透析機視為人工腎臟。
在斷手·斷足等場合,組織工程學的進度完全無法和機器假肢比較。杜克大學的研究人員創造了一種新的水凝膠,它的強度足以和天然軟骨一樣。
硬幣大小的水凝膠盤能夠承受45千克的重量而不會撕裂或失去形狀,被拉伸100000次也沒有損毀,與目前用於骨植入物的多孔鈦一樣堅固。樣品與天然軟骨樣本摩擦100萬次,顯示出的耐磨性和真正的軟骨一樣。研究人員下一步計劃設計一種可以在羊身上測試的植入物。排斥的問題不是絕對的。
自體細胞/Autologous cells是取患者本人的細胞植入目標區進行組織再生,可以減少免疫排斥、病原體傳播等風險。但有遺傳病的人的自體細胞可能無法使用,病情嚴重的患者或老人也可能沒有足夠的自體細胞可用;從患者體內採集細胞有造成供體部位感染或慢性疼痛、降低生活質量的風險;採集到的細胞要進行大量培養才能使用,患者不一定能等待那麼久。
間充質幹細胞可以在誘導下分化成骨骼、軟骨、神經等組織,能緩解一部分自體細胞的問題。倫理的問題也不是那麼死板。
ES細胞涉及人類受精卵和胚胎,有一定的致癌風險,在iPS細胞可以實用化的領域,使用它的優先度比較低。這不止是因為倫理。
此外,「增高」這種需求在未來社會的必要性是值得懷疑的。
題主這個「未來」現在就已經有了,幹細胞在組織再生上面的應用也成為了可能。
再生醫學就是利用生物材料及一些誘導因素,利用我們身體里的細胞來修復、重建組織或者器官。當然,重建組織器官不是像捏麵人那麼簡單。像中科院遺傳發育所的科學家團隊經過十幾年的努力,成功研製出基於膠原蛋白的功能生物材料,結合人體幹細胞或再生因子,可以引導不同組織的再生。
幹細胞本身就是自帶三個功能:修復,再生,歸巢;
目前半月板再生,修復技術已經比較成熟,增高這個還沒有聽過,畢竟很多低成本方法都可以增高,沒有實際的商業價值。
有志願者試過注射了幹細胞之後,三個月後把膝蓋開刀看到整個完整的半月板,證實軟骨是完全可以再生的。
中國技術瓶頸在於臨床病例應用,細胞長途運輸的大量損耗問題,目前是美國掌握這個技術專利,中國科學家還要加把勁自行突破。未來的適應症會更加多,技術瓶頸突破後,幹細胞治療成本會大幅度下降,價格會趨於平民化,但這種情況只會在中國出現,因為高質量的基因細胞種子在中國是在基因庫共享的,而國外是私有化的,所以想要高質細胞種子必須高價買。
現在已經有了,因為本人半月板損傷和髕骨軟化,所以很關注這些,現在已經可以幹細胞修復半月板和軟骨了。
幹細胞技術的問題是太貴,以及與基因編輯豬的器官相比沒有性價比。目前,從豬到狒狒的心臟移植最長能跳動195天。(生物世界:科幻照進現實:基因改造後的豬心臟,成功異種移植,並存活超半年,)