整形新材料:光彩“造”脸


  一种新的生物材料可以帮助外科医生在疾病或受伤导致面容损毁后重塑人脸上精巧的软组织结构,如脸颊。这种材料是半合成半生物制品,可以当做液体进行皮下注射,按摩塑形,再通过光照永久“锁定”。

  软组织很难替换,特别是在面部。“我们可以用金属或塑料来替换骨骼,”珍妮弗·叶丽谢耶夫(Jennifer Elisseeff)说,她是2002年度TR35获得者之一,也是发表在《科学转化医学》(Science Translational Medicine) 杂志上的讲述这项工作的论文研究者之一。但是外科医生缺乏类似于面颊和唇等组织的优良替代物—-即使是轻微畸形也会给患者带来严重的社会和情绪问题。现有的埋植剂通常在大型缺陷重塑时力不从心,譬如那些肿瘤切除后的残留或严重外伤。

  约翰·霍普金斯大学(Johns Hopkins University y)的亚历山大·希勒尔(Alexander Hillel)及其同事针对这些问题制造出一种新型移植材料。它是透明质酸(一种用于软组织植入的生物材料)和聚乙二醇(一种合成材料)的混合物。该混合物是一种可注射的液态高分子物,因此可以免于手术之苦。一经注射,这种材料可以根据需要的塑形。经过特殊波长光线照射后,液态埋植剂中杂乱缠结的多聚物将重排至稳定交错的状态,使埋植剂定形。

  实际上LED灯使用可见光凝固埋植剂十分重要,福谢德·古拉克(Farshid Guilak)说。他是杜克大学(Duke University)矫形外科和生物医学工程的教授,他说:“可见光比紫外光更安全,紫外光有若干副作用,首要问题是DNA损伤和细胞死亡。”

  阿里·卡丹赫侯赛因(Ali Khademhosseini)是美国哈佛大学与麻省理工学院合作的卫生科学与技术部(Harvard-MIT's Division of Health Sciences and Technology) 的副教授,他表示新材料前景光明。他说:“据我所知,这是已有方法中研究最深入的,因为论文中有大量动物研究以及人体临床初步研究。”

  为使埋植剂凝固,研究者设计了一种绿色光线的LED阵列,能渗透到4毫米的肌肤。只需照光2分钟埋植剂便可完全凝固,而且没有痛苦的副作用。

  为了测试埋植剂,研究者将它注射进大鼠后背。然后他们测试几种比例的透明质酸和聚乙二醇,检测每种持续的时间。各种混合物具有不同弹性和耐久度,以便临床医师调整所需埋植剂的物理性质。最持久的埋植剂在大鼠体内完全吸收需要将近500天。这意味着埋植剂可能需在约一年后替换,虽然叶丽谢耶夫希望它能为新组织生长起到支架作用。

  研究学者们在加拿大进行了临床前期试验。他们将少量埋植剂注射到三名安排接受“腹部拉皮术”(tummy tucks)患者的胃中。埋植剂持续了12周,唯一的问题是埋植剂周围产生的炎症。叶丽谢耶夫说,感染可能是埋植剂固化导致刺激的结果,这是由埋植剂中的化学成分造成的,或是脂肪组织包裹埋植剂所在部位产生的副作用。她认为这个问题将会“相对容易克服”。

  叶丽谢耶夫说,下一步是大规模临床实验。她也同时研究含有最少合成组分的软组织埋植剂。她说:“长远来看是设法使这种技术(组织工程学)面向临床实践”。虽然通常这类技术投入使用会花费很长时间,她确信将现阶段工作将转移至临床,因为“这是为了满足临床需要”。

  梅丽莎·克洛泽-塔特(Melissa Knothe Tate )是凯斯西储大学(Case Western University)生物医学工程系教授,她对此研究表示乐观。她说:“在合适的部位、合适的时间获得功能性组织曾经是组织工程领域一项主要障碍。”她补充说,这一研究和其他最近公布的技术表明了“再生医学的新时代,模仿身体能力建造新组织。”

  卡丹赫侯赛因也认为这一结果令人鼓舞。他说:“我希望这篇文章将顺应在软组织替换方面以生物材料为基础应用的新时代。”