在人體外能培養一根骨頭嗎？答案超乎你的想像！

在人體外培育一根骨頭這種事，你有設想過么？這一設想可能很快會成為現實，但是在我們理解這為什麼可行之前，我們得了解一下骨頭是怎麼在身體里生長的。

人體骨骼

大多數骨頭在人體還處在嬰幼兒發育階段時就從軟骨開始逐漸生長，造骨細胞慢慢將軟骨部分替換成用鈣質和含磷化合物組成的海綿狀的柵格，隨著成骨細胞給這些還在成長的骨頭提供越來越多的礦物質，這些柵格越來越硬，越來越強壯。

人體骨骼

由於軟骨本身並非活細胞群，血管，神經，組織的脈絡，從特殊的通路穿過這些組織，在發育的過程中，難以計量的成骨細胞對骨幹進行加固，這些骨幹保護我們的器官，使我們能運動，提供血細胞等等。

人造骨骼

但是僅有這種初始的構建不足以讓骨頭長到足以強壯和全面，如果你拿出一根如此構建的骨頭，在上面貼上肌肉，然後試圖用他來拎起重物，骨頭估計在重負之下就斷掉了，而這並不經常在人身上發生，因為我們的骨頭在不間斷的加固和重建那些被消耗的骨細胞，這被稱為Wolff定律。

破骨細胞

殘念的是，骨頭的原料是一種稀缺資源，只有在造骨原料充足的時候，才會有這種加固骨頭的過程，所幸造骨細胞有個兄弟，叫破骨細胞，是用來回收的，破骨細胞用酸和酶把不需要的礦物質骨架分解，這樣成骨細胞就有更多可以提供的原料。

宇航員

宇航員必須在運行軌道上不斷運動的一個原因就是，它們缺少在自由落體運動下的骨骼拉伸，結果就如Wolff定律所指出的那樣，這會讓破骨細胞比成骨細胞更加活躍，進而減弱骨頭質量和強度。

當骨頭鬆散後，你的身體有一種神奇的能力，可以重建那些受傷的骨頭，讓他變得好像從未骨折過一樣，特定的情況，諸如癌症切除，外傷意外和基因缺陷則超出了人體這種自然修復能力的範圍，歷史上的解決方案曾包括在缺損部位灌注金屬，動物骨頭或者來自其他人類捐助者的骨頭，但是這中間沒有任何一種方法是理想的，它們會導致感染，或被免疫系統排斥，並且它們無法實現健康骨頭的大多數功能。

人體自身的培養能力

一個理想的解決方案是，通過患者自身的細胞培育出骨頭，並讓他長成缺損部分所需要的的形狀，這正式科學家們正在試圖做到的。

它是這麼回事，首先醫生從患者的脂肪組織中提取幹細胞，然後用CT掃描以確定確實骨頭的具體尺寸，然後模擬出精確對應那塊骨頭的空腔，要麼使用3D印表機，或者使用雕刻剔除細胞後的牛骨，這是指那些所有細胞都被挑乾淨了的骨頭，只剩下了海綿狀的礦物質柵格，它們在此基礎上將患者的幹細胞移植進這些柵格，然後將它放入生物反應器內。

生物反應器

生物反應器是一種會模擬至今為止已知的人體內部所有環境條件下的儀器，溫度、濕度、酸度還有營養組成，這些都要恰到好處，幹細胞分化，變成造骨細胞和其他細胞，在礦質柵格上大量生長，用活體組織對其進行再塑造。但是這裡缺了一樣東西，還記得Wolff定律么？

一根人工的骨頭必須獲得真實的壓力，不然它會變得脆弱易碎，於是生物反應器會不時在骨頭周圍泵送液體，這種壓力告訴造骨細胞需要給骨頭增加密度，把所有這些綜合起來，過三個星期，現在的活骨頭就已經準備好移出生物反應器，並植入患者體內。

實驗室培育的骨頭

現在還不確定這一方法對人體是否適用，不過實驗室培育的骨頭已經在豬身上被植入成功，在其他動物身上這也被證明頗為有效，在人體上的實驗最早可能在2016年就會開始。