在上海科技中长期发展规划中,组织工程关键技术、纳米药物控释材料等被列为“健康上海”的重点方向。未来十年,上海将在人工皮肤、人工软骨、人工神经、药物控释材料、基因治疗载体材料、复合生物材料等领域寻求突破,这将为医疗方式带来革命性变化。
人工组织:以“假”乱真
组织工程概念最早于1987年提出,旨在体外构建人体组织或器官,用于替代损伤或病变部位。其核心包括种子细胞和生物支架材料。种子细胞通常来源于自体或异体的成体干细胞,这些细胞依附于生物支架材料上生长,逐渐形成特定组织或器官,移植后可修复或替换受损组织。
上海组织工程研究与开发中心的杨光辉博士指出:“组织工程化组织分为结构类(如皮肤、骨、软骨、肌腱)和代谢类(如心脏、肝脏)。目前,结构类组织工程研究取得较大突破,体外构建的人工皮肤、骨、软骨、肌腱在结构和生化成分上已接近正常组织,并进入临床前或临床研究阶段;代谢类组织则更为复杂,仍需长期探索。”
作为国家863生物领域组织工程研发基地,上海组织工程研究与开发中心在种子细胞来源、生物材料、组织构建方面取得突破性进展,已在动物体内成功构建并修复多种组织缺损,组织工程化皮肤、骨已进入临床研究阶段。中心已形成基础研究、应用开发与临床试验的总体布局。
2005年5月,曹谊林教授领衔的“组织工程国家工程研究中心”落户上海紫竹园区,承担人工组织产业化重任。该中心于年底投入运转,明年上半年试行规模化生产,有望生产出适用于皮肤、骨组织缺损的产品。未来,根据患者需求在“组织器官工厂”定制组织或器官将不再是梦想。
纳米控释:精确制导
阿霉素是一种抗肿瘤药物,但毒副作用大,会无差别杀伤肿瘤细胞和正常细胞。普通阿霉素随血液分布全身,常抑制肿瘤却损伤其他器官,尤其是心脏。然而,当阿霉素被磷脂膜包裹后,可集中作用于肿瘤生长器官,减少对其他器官的伤害。这种磷脂膜形成的纳米控释载体,如同精确制导导弹的雷达,引导药物靶向发挥作用。
上海交大药学院的徐宇虹博士解释:“药物控释旨在使药物在需要的时间或部位起作用。近年来,磷脂脂质体等纳米级药物控释载体系统成为研究热点。纳米载体包裹药物后,可进入特定部位,提高药效、降低毒副作用、延长作用时间。”
目前,纳米控释载体研究集中于:长期用药(如干扰素、胰岛素),通过控制缓慢释放减少注射频率;毒副作用大的药物(如阿霉素等化疗药物);以及基因药物,纳米材料帮助药物透过细胞膜进入细胞内,为基因治疗带来希望。
徐宇虹指出:“纳米控释材料市场巨大。国内10毫克阿霉素原药注射液不超过40元,而跨国公司的20毫克磷脂控释阿霉素价格约9000元,差价即纳米生物材料的价值。实验室中我们已达到国外水平,但产业化仍需提高材料及制剂生产工艺。”