研究人员正在组织工程实验室里加速创造皮肤、软骨和器官。
在煤气热水器爆炸时，有两个人身受75%以上的烧伤，其中一个是35岁的母亲。当这个病人被送到印第安那大学医院时，烧伤部主任拉吉 · 苏德（Raj Sood）博士切下她一小块未受损伤的皮肤，送到波士顿一家小型生物技术公司——根齐梅组织修复公司。该公司在30天内就从那块切皮培养出足够覆盖患者全部创伤的皮肤。她在46天后出院，大约是正常治疗烧伤所需时间的三分之一。
另一个是16岁的孩子，因为他在玩弄汽油瓶和火柴，所以身受60%以上的严重烧伤。当这个孩子被送到圣地亚哥加州医院时，地区烧伤部主任约翰 · 汉斯巴勒（John Hansborough）博士用拉乔拉附近的生物技术公司，先进组织科学公司培养的皮肤覆盖了伤口。这孩子在47天后出院。
由于组织工程领域的最新进步，才使这两个患者迅速痊愈，在某些小型先驱生物技术公司工作的科学家们不仅在培养替换皮肤，而且也在制造心脏瓣膜、乳房、耳、软骨和其他人体组织。大部分产品沿着这条道路走了几年，但少部分产品已经在有限基础上得到了应用。
圣地亚哥医院治疗这个小孩所用的皮肤是哈佛大学医学院外科医师约瑟夫 · 瓦坎蒂（Joseph Vacanti）博士和麻省理工学院化学工程师罗伯特 · 兰格（Robert Unger）两人合作的产物。瓦坎蒂想到了人造组织，当时面临移植肝脏不足的挫折，“也许我们能够制造新肝脏。”他把这一想法告知合作伙伴兰格。
兰格说：“我的想法是先取得可降解聚合物，然后用这种聚合物制造骨架，再在骨架上培养细胞。这种想法就是：如果我们用正确方法制得骨架，细胞就能改革它们自己，制造新组织。而且这些骨架聚合物能降解消失，只留下新组织。”
为了创造新皮肤，研究人员从包皮取出称为成纤维细胞的细胞。把这种细胞种在网络状骨架上，并向细胞供给营养物和氧。拉乔拉市先进组织科学公司总经理诺顿说：“我们哄骗成纤维细胞，使它们认为自己是在人体内。”成纤维细胞在成长过程中将覆盖骨架，形成一层薄片。
这种薄片类似皮肤的内层，称为真皮。复制外层（表皮）要难得多，因为表皮是人体防御外界侵袭的第一道防线，它具有很强的免疫反应能力，移植时易遭拒绝。所以先进组织科学公司把合成表皮层加到表皮薄片上，以产生称为表皮移植-过渡覆盖物的产品。
表皮移植-过渡覆盖物是严重烧伤的“过渡覆盖物”。为了防止脱水，暂时用它代替患者的皮肤，但脱落较迟。在临床试验中，看来这种过渡覆盖物比尸体皮肤敷裹（标准治疗）的拒绝倾向少得多。
该公司为糖尿病溃疡的治疗研制了第二个简单表皮移植产品。每年因豁裂脚伤缺乏彻底愈合力而经受截肢的美国糖尿病患者达75，000人。在临床试验中，看来表皮移植物移植有助于伤口痊愈。先进组织科学公司期望在今年晚些时候提出申请，以便表皮移植物和表皮移植-过渡覆盖物得到粮食与药物管理局的批准；该局已答应加快这两种产品的审查。
一家称为器官起源的波士顿地区公司也用活人包皮细胞作人造皮的原料。萨博林斯基博士说：“我们能够用一个包皮制造4英亩皮肤。”他在他的办公桌上放着直径约3吋的人工培养皮样。为了向一位来访者证明这种皮肤的韧性，萨博林斯基把这块透明薄皮样从盘子里提起来，猛拉了两三次。
和表皮移植物不一样，移植皮肤由拥有真皮和表皮的器官起源公司制造。研究人员开始把成纤维细胞加到骨胶原（在结缔组织中发现的纤维蛋白质）上，以便形成表皮层。然后再添加角阮细胞，这就是表皮层的空心砌块细胞。器官起源公司声称它的人工培养技术消除了皮肤排异倾向。
预计移植皮肤的首次应用是治疗静脉溃疡，一种最难愈合的慢性型伤口。大约有100万美国人患静脉溃疡。常规疗法每位患者要花3，000~4，000美元，通常需要6个月。该公司声称，因为使用移植皮肤伤口愈合较快，所以这种产品定价为1，000美元，但还最节约了医疗费。移植皮肤已提交粮食与药物管理局批准，器官起源公司已和桑多兹药材公司签定了销售合同。
有鉴于先进组织科学公司和器官起源公司制造的工程皮肤能用于任何患者，所以根齐梅公司的人造皮肤用患者自身的皮肤培养。研究人员从小块活组织检查的健康皮肤提取角阮细胞，培养这种能制造表皮薄片的细胞，然后把这种表皮薄片回植到患者身上。显然，皮肤拒绝倾向不成问题。
根齐梅公司也在利用瑞典开发的技术制造能用于修复膝关节和其他关节损伤的软骨。而且，这种为体外繁殖设计的原材料是患者自身的软骨细胞。
为什么研究人员必须在实验室里培养组织，而不在体内培养呢？因为在体内，细胞会不断放出抑制其生长的分子信息混合物。总的说来，这是好事，如果细胞对那些抑制信号无反应，那就认为它是癌。但在体外，可以把细胞放入允许其健康生长的环境中。根齐梅公司科学主任罗斯 · 图博（Ross Tubo）解释说，如果软骨细胞返回膝关节，“它们就会说‘我们认识这个邻居，现在我们打算建造我们用来居住的房屋。’”
工程组织的应用看来是无止境的。利用称为逆输尿管回流的条件。据波士顿儿童医院安东尼 · 阿托拉（Anthony Atala）博士说，这种膀胱畴形（尿在膀胱内流过不正确的通道）影响了大多数儿童。目前，大多数患者要施行外科手术，这就意味着患者通常要在医院待上7天。阿托拉的人体器官可使患者立即回家。
他正在利用兰格和瓦坎蒂设计的骨架法制造和输尿管接触的膀胱器官，尿从这种器官流过输尿管。阿托拉说：“培育这种器官约需4周。这种器官已在狗和猪上进行了试验，猪’的泌尿系统最接近人的泌尿系统。”人的临床试验早在本月就开始了。
在一次更具挑战性的艰苦尝试中，密执安大学化学工程师戴维 · 穆尼（David Mooney）正与北卡罗来纳州夏洛特市卡罗来纳医学中心的詹姆斯 · 马丁（James Martin）博士合作，为经受乳房切除术的妇女组织设计人造乳房替换物。他们的希望是着手在模制逼真形状的聚合物骨架上培养妇女自身的组织。一旦这种组织开始生长，就把骨架植入人体，然后播种细胞。骨架将在妇女体内完成生长。这种疗法每年可为经受乳房切除术的25万妇女提供硅酮或盐移植物的安全选择。
穆尼承认，但要形成像乳房这样的复杂三维结构是很难的。一个复杂情况是妇女的乳房主要由脂肪组成，其发育尚未得到充分了解。穆尼正在利用各种细胞进行工作，以便熟悉形成最逼真乳房的细胞属性。他说：“我们尚未决定具体结构。我们正处于动物初试阶段。我们希望在3年内知道这是否是适当的方法。”
如果你认为培养乳房是一个问题，那就请你回想一下心瓣膜，它的规则跳动控制了人体血流量。每年约有60，000人的缺陷心瓣膜用塑料瓣膜、猪瓣膜替换，偶尔用人心瓣膜替换（人心脏瓣膜是非常缺乏的）。和瓦坎蒂一起工作的克里斯托弗 · 布鲁尔（Christopher Breuer）正在精制组织工程心瓣膜。
为了培养心瓣膜，你就必须得到某种心脏组织，把它置于聚合物骨架上，用脉冲向它输送营养物。大约6周后，聚合物被吸收，心瓣膜则不断跳动下去。布鲁尔已由动物细胞制作了一些心瓣膜，并植入小羊。迄今为止，看来这些成果是有前途的。
组织工程心瓣膜待别适用于四五十岁时经受心瓣膜替换术的患者。目前，这样的患者还限于两种不够理想的选择：获得人工机械瓣膜，而在有生之年则采用抗凝剂药物；或接受猪替换瓣膜，而且在10年后如果瓣膜磨损，就要再经受开胸手术。希望组织工程心瓣膜能解决这两个问题。
科学家能为需要移植物的人培育完整心脏吗？这种需要当然是存在的：每年需要心脏移植物的40，000个美国患者中，能得到心脏移植物的只有2，300人左右，因为更多的可移植心脏是不可能得到的。但培养心脏是一项主要任务，一方面是因为其结构很复杂，另一方面是因为迄今为止心肌细胞尚不能用人工培养法令人满意地培养。布鲁尔说：“完整心脏能否生长还是一个未决问题，
肝脏如何？洛杉矶市塞达斯_西奈医学中心的医生们应用涂有骨胶原的念珠放置细胞的方法制作了一些肝脏。他们在体外试验T这种肝脏，失效肝脏患者的血液流过人体肝脏作为临时措施，直到能施行移植手术为止。有些工程肝脏已移植到了动物体内，但离人体试验还有几年。
一些还在不断试验的新产品能否得到广泛应用，取决于它们能达到粮食与药物管理局要求的何种程度。一些潜在危险已由一个事件作了最好的说明，包括根齐梅公司实验室培养的软骨细胞。既然这些软骨细胞已注入损赠它们的人，所以根齐梅公司认为无需得到粮食与药物管理局的同意就可以在美国试验瑞典技术（正如把异物置入人体需要的治疗那样）。但粮食与药物管理局的两个部门陷入了关于该程序裁判权的争论，因而迫使美国临床试验仅在治疗一个患者后就终止了。
[Popular Science，1996年5月］