1
00:00:06,669 --> 00:00:10,171
你可以在人体外长一根骨头吗？

2
00:00:10,171 --> 00:00:12,439
答案在不久的将来会变成是的

3
00:00:12,439 --> 00:00:15,327
但在了解这件事是如何达成之前

4
00:00:15,327 --> 00:00:19,479
我们首先要知道
骨头在身体里是如何自然生长的

5
00:00:19,479 --> 00:00:24,036
多数的骨头从胎儿长起，以柔韧的软骨组织存在

6
00:00:24,036 --> 00:00:27,914
骨形成细胞会和一种海绵状矿物晶格取代这种软骨组织

7
00:00:27,914 --> 00:00:30,998
这种物体是由钙和磷酸盐组成的

8
00:00:30,998 --> 00:00:33,315
晶格会越变越硬，并成为造骨细胞

9
00:00:33,315 --> 00:00:35,782
是一种专用的骨生长细胞

10
00:00:35,782 --> 00:00:39,285
它会产生更多的矿物质，提高骨头的强度

11
00:00:39,285 --> 00:00:41,852
晶格并非由活细胞、

12
00:00:41,852 --> 00:00:45,194
血管、神经或其它

13
00:00:45,194 --> 00:00:47,885
在特殊的管道中生长的活的组织组成

14
00:00:47,885 --> 00:00:49,463
在发展过程中

15
00:00:49,463 --> 00:00:52,417
大量的成骨细胞加固了骨架

16
00:00:52,417 --> 00:00:54,749
骨架可以保护器官，让我们移动

17
00:00:54,749 --> 00:00:57,345
也能产生血细胞的骨架，等等

18
00:00:57,345 --> 00:00:59,598
但单单这个最初的建造过程

19
00:00:59,598 --> 00:01:03,158
不足以让我们的骨头变得强壮及有功能

20
00:01:03,158 --> 00:01:04,774
如果你拿着一根这样子的骨头

21
00:01:04,774 --> 00:01:06,733
附上肌肉

22
00:01:06,733 --> 00:01:09,274
试着用它去举起一个较重的物体

23
00:01:09,274 --> 00:01:13,023
这根骨头很有可能会在强压下折断

24
00:01:13,023 --> 00:01:14,823
这一般不会在我们身上发生

25
00:01:14,823 --> 00:01:17,232
因为我们的细胞会持续地在身体各处

26
00:01:17,232 --> 00:01:19,824
需要用到骨头的地方加固并建造骨头

27
00:01:19,824 --> 00:01:23,235
这种理论来自于沃尔夫定律

28
00:01:23,235 --> 00:01:26,284
但是，形成骨头的物质是一种有限的资源

29
00:01:26,284 --> 00:01:28,374
这种新加固的骨头

30
00:01:28,374 --> 00:01:32,545
只有在物质足够的情况下才能产生

31
00:01:32,545 --> 00:01:35,851
幸运的是，成骨细胞，这个建造者

32
00:01:35,851 --> 00:01:40,347
拥有一个相对的细胞，称为破骨细胞，即循环者

33
00:01:40,347 --> 00:01:44,619
破骨细胞会用酸与酶降解不需要的矿物晶格

34
00:01:44,619 --> 00:01:48,472
从而使得成骨细胞可以制造更多的物质

35
00:01:48,472 --> 00:01:52,333
宇航员在太空轨道上必须时常运动的重要原因之一

36
00:01:52,333 --> 00:01:56,847
是失重导致的骨骼张力缺失

37
00:01:56,847 --> 00:01:58,907
根据沃尔夫定律中所提到的

38
00:01:58,907 --> 00:02:02,554
这使得破骨细胞变得比成骨细胞更活跃

39
00:02:02,554 --> 00:02:06,148
导致骨骼质量和力量的减少

40
00:02:06,148 --> 00:02:09,263
当骨头断掉后，你的身体有一项惊人的能力

41
00:02:09,263 --> 00:02:13,854
来重新建造断骨，恢复成未断之前的状态

42
00:02:13,854 --> 00:02:16,515
但有些情况，例如去除癌细胞

43
00:02:16,515 --> 00:02:18,213
外伤事故

44
00:02:18,213 --> 00:02:23,282
和基因缺陷则超出了了身体自己恢复的能力

45
00:02:23,282 --> 00:02:27,490
历史上的一些填充由此引发的孔洞的方法有：
用金属填充

46
00:02:27,490 --> 00:02:29,088
用动物的骨头来代替

47
00:02:29,088 --> 00:02:31,630
或采用他人捐献的骨头

48
00:02:31,630 --> 00:02:35,028
但是这些都不是理想的方法
因为他们都有可能会引起感染

49
00:02:35,028 --> 00:02:37,633
或是被人体的免疫系统排斥

50
00:02:37,633 --> 00:02:41,451
而且它们的功能并不像健康的骨头那样齐全

51
00:02:41,451 --> 00:02:46,359
一个理想的解决方法便是
用伤者自身的细胞重新制造一根

52
00:02:46,359 --> 00:02:49,710
根据孔洞的形状来订制

53
00:02:49,710 --> 00:02:53,978
这其实也是科学家正在尝试做的事

54
00:02:53,978 --> 00:02:55,833
他们是这么做的

55
00:02:55,833 --> 00:03:00,058
首先，医生会从伤者的脂肪组织中
提取出干细胞

56
00:03:00,058 --> 00:03:05,413
然后做CT扫描来确定缺骨的具体尺寸

57
00:03:05,413 --> 00:03:08,128
他们然后做出这个空洞形状的精准模型

58
00:03:08,128 --> 00:03:09,547
可以用3D打印

59
00:03:09,547 --> 00:03:12,203
也可以在脱细胞牛骨上挖刻出这个形状

60
00:03:12,203 --> 00:03:15,489
这些骨头上的细胞全都被剔除出去

61
00:03:15,489 --> 00:03:18,814
只剩下类似海绵一样的矿物晶格

62
00:03:18,814 --> 00:03:21,779
科学家接着会把伤者的干细胞
填入这些晶格之中

63
00:03:21,779 --> 00:03:24,946
然后放入生物反应器

64
00:03:24,946 --> 00:03:28,167
这是一个可以模仿身体内部环境的仪器

65
00:03:28,167 --> 00:03:31,578
温度，湿度，酸度和营养成分

66
00:03:31,578 --> 00:03:34,857
这些都需要调到合适的程度促使干细胞分裂

67
00:03:34,857 --> 00:03:37,159
成为成骨细胞和其他细胞

68
00:03:37,159 --> 00:03:38,743
在矿物晶阁上增殖

69
00:03:38,743 --> 00:03:41,875
然后用活组织来重塑

70
00:03:41,875 --> 00:03:43,832
但是还缺了一件事情

71
00:03:43,832 --> 00:03:45,320
记得沃尔夫定律吗？

72
00:03:45,320 --> 00:03:48,243
人造的骨头需要承受真实的压力

73
00:03:48,243 --> 00:03:51,305
不然的话，它会轻易地断掉或碎裂

74
00:03:51,305 --> 00:03:55,316
生物反应器会持续地在骨头周围泵入液体

75
00:03:55,316 --> 00:03:58,633
形成压力会让成骨细胞增强骨密度

76
00:03:58,633 --> 00:04:02,410
一切就绪，在三个星期后

77
00:04:02,410 --> 00:04:05,508
一根活骨便可以从生物反应器中取出

78
00:04:05,508 --> 00:04:08,030
并被移植到伤者的身体里

79
00:04:08,030 --> 00:04:12,082
虽然这个方法是否适用于人体还未确定

80
00:04:12,082 --> 00:04:15,546
实验室培养的骨头已经成功移植到猪

81
00:04:15,546 --> 00:04:16,857
与其他动物的体中

82
00:04:16,857 --> 00:04:20,637
而人体试验最早可能会在2016年开始