在20世纪70年代和80年代，组织工程科学家开始培养替代器官用于病人的器官移植。当科学家们正在朝着这个目标努力时，麻省理工学院的组织工程研究中大部分项目也还集中在创造可在实验室使用的组织，用于人类疾病建模或者潜在的新药试验。
MIT的Sangeeta Bhatia教授说，这类疾病建模在短期内具有很好的效果。Sangeeta Bhatia教授正在建立肝脏组织，用于研究丙型肝炎和疟疾的感染。
和人类的其他组织一样，肝脏很难在人体外进行培养，因为当细胞不能与邻近的细胞彼此间进行接触时，它们很容易失去原有的功能。“面临的挑战就是对脱离正常的微环境的细胞进行体外培养时，要保持它们的功能。”MIT健康科学及技术、电子工程与计算机科学教授Bhatia说。
Bhatia最近首次利用干细胞建立了肝脏组织模型，该模型可以被丙肝病毒感染。她还设计了可植入到小鼠体内的人类肝脏组织薄片，加速了对潜在药物的研究。
在由美国国防部的高级研究工程委员会资助的一项大规模项目中，几位MIT的科学家研究出了一种“芯片上的人体”系统，利用该系统，科学家可以同时对多达10种人类组织进行研究。该系统的目的是建立自定义的组织关联系统，各组织在平板上的小孔中生长，有助于科学家分析各组织对不同药物的反应。
"芯片上的人体"
“如果他们在开发阿兹海默症药物，他们也许想要检测肠道对药物的吸收、肝脏对药物的代谢以及药物对心脏组织、大脑组织或肺组织的毒性。”领导这个“芯片上人体”项目的Linda Griffith教授表示。
推荐阅读：芯片上的人体加速医药研发
组织再生
组织工程专家另一个近期目标是开发出可再生疗法，帮助促进伤口愈合。
“健康细胞毗邻病变组织会印象修复和再生的生物学。”MIT的Elazer Edelman教授表示。Elazer Edelman教授研发出了一种可植入支架，该支架中含有内皮细胞，可分泌大量对损伤其反应的蛋白质。
内皮细胞通常存在于血管的内壁，可以帮助修复血管成形术或其他手术治疗、吸入浓烟、癌症或心血管疾病造成的损伤。目前Elazer Edelman教授的这种植入支架正处在临床试验阶段，用于治疗肾衰竭病人在透析时针头所造成的血管损伤。
类似的支架还可以用于治疗及其难以修复的粉碎性骨折。美国克利夫兰医学中心的外科医生Griffith和George Muschler开发了一种陶瓷支架，外面包被有取自患者骨髓的未成熟血细胞。这种支架目前正处于动物试验阶段。
器官置换
可植入式组织最早的成功案例是人造皮肤，现在常常用来治疗烧伤患者。MIT组织工程专家Robert Langer表示，皮肤是开始组织工程研究一个很好的对象，因为相较于其他比较复杂的器官，例如心脏或肝脏，皮肤的功能更易于模仿。
Langer目前正在研究更为复杂的组织，如心脏组织支架——包括电子感应器和一种合成聚合物。这种合成聚合物可修复由于使用过度或者其他原因造成的声带损伤。
设计可植入器官一个最大的挑战是，这种可植入器官需要有能够同患者本身血液供应链接的血管。在Langer的实验室，研究人员正在研究利用在纳米式表面培养细胞用于生成血管。
在Bhatia的实验室，组织工程研究分为两个部分：疾病建模和可植入式器官。研究人员最近开发了含有自身血管网络的3D肝脏组织。最近发表在Nature Materials上的论文介绍了利用打印3D糖分子网络来构建组织，然后用于培养肝脏组织的方法。他们的做法时，先将糖溶化，然后刺激血管填充糖溶化后形成的空隙。
Langer说，尽管离实现目标还很遥远，但是再生新的器官会对未来的医疗保健形成巨大的影响。“这是能够改变整个社会的事情。药物不能生成新的肝脏或心脏，因此再生器官意义重大。”
原文：web.mit.edu/newsoffice/2012/engineering-health-tissue-engineering-growing-organs-1214.html
