组织,是界于细胞、器官之间的细胞架构,由形态相似的细胞及细胞间质组成,是构成器官的基本成分。体外培养,是将活体结构成分从体内取出,置于类似于体内生存环境的体外环境中进行生长和发育的方法。人体组织体外培养,即将组织或器官切片置于富含营养物质的培养基中进行生长发育的技术,是生命科学研究、医学诊疗、药物筛选等领域的重要技术手段。
人体组织包括上皮组织、肌肉组织、结缔组织、神经组织。当先天性或后天性因素造成人体组织畸形或损伤无法修复时,需要进行组织移植,采用人工材料会产生排异反应,体外培养获得的人体组织可以避免这一问题,且仅需要少量组织细胞即可培养,因此人体组织体外培养受到关注。
人体组织体外培养时,所需培养环境要与组织原本所在体内环境相似,由于组织细胞类型的不同,其体外培养条件存在一定差异,采用的培养技术也存在差别。现阶段,常见体外培养人体组织主要有上皮组织、骨骼肌组织(肌肉组织)、心肌组织(肌肉组织)、黏膜组织(上皮组织与结缔组织构成)等。
尽管存在技术瓶颈,但由于在医疗领域应用潜力巨大,体外培养人体组织技术研究依然受到多个国家科研机构与高校的重视,在全球范围内,体外培养技术最先发展的就是组织培养,现阶段,全球体外培养人体组织相关研究成果正在逐步增多。
2019年,英国哥伦比亚大学和奥地利科学院合作,首次在培养皿中成功培育出人体血管类器官,将极大推动血管疾病的研究,可能为糖尿病患者开发和测试新的治疗方法。2022年,牛津大学和机器人公司Devanthro合作,利用开源机器人骨架定制近似人体的生长环境,培育像肌腱或肌肉一样能够移动和弯曲的人体组织。
新思界
行业分析人士表示,我国政府对人体组织体外培养的重视度也在不断提升,2021年12月,工信部等十部门联合印发《“十四五”医疗装备产业发展规划》,在重点发展领域中提出,要发展生物活性复合材料、人工神经、仿生皮肤组织、人体组织体外培养、器官修复和补偿等。未来,我国人体组织体外培养技术研究步伐有望加快。