尋骨究柢，探索智慧

希臘神話中，普羅米修斯盜火予人類，遭受到的懲罰是被綁石上，每天讓巨鷹啄食其肝臟。到了新的一天，肝臟會自動長出，又成為巨鷹食糧，如此日復日長受無盡之苦。

人類器官相信只有在神話中才會自動重生，直至再生醫學的出現。

再生醫學可說是現代生物醫學科技的最前沿，旨在修復或複製因疾病或創傷而受損失去功能的人體組織或器官，研究領域包括醫療裝置、人工器官、組織工程、生物材料、細胞治療、臨床轉化等。

中大校長、利國偉利易海倫組織工程學及再生醫學教授段崇智，為國際知名生物醫學科學家，專長肌肉骨骼生物學及組織再生研究。他對肌肉骨骼組織的研究開創新天，為再生醫學的迅速發展提供了莫大助力。

成人人體有超過二百骨塊。骨塊的主要作用有二：負重和運動。骨與關節的正常協作，令人得以進行各項日常活動。但二者會因創傷受損，或隨年齡而退化，過程不可逆轉。舉骨關節炎為例，這個疾病的成因是骨關節的軟組織磨損，影響着六十歲以上人口的10%至15%。估計到了2050年，全球將有一億三千萬人會受骨關節炎之苦，而且此症迄今無藥可治。

好像修補馬路上的坑洞需要混凝土或瀝青一樣，修補受損關節的第一步是開發適合的替代物料。理想的物料其實近在眼前，就是人類幹細胞。幹細胞可以在骨髓、脂肪組織、肌肉、胎盤甚至乳齒等地方找到，它具有自我複製能力，而且當置於新的組織環境培植時，能發展擁有該組織特性與功能的細胞，所以是很理想的再生原料。如果用以再生的幹細胞來自組織需要修補的同一個人身上，效果更佳。

接下來，細胞需要一個架構或支架來承載，以生長成修復組織。段教授研發出兩種仿生材料支架。第一種名為「電紡納米纖維支架」，製造方法是利用聚合物溶液（一種經美國食品藥物管理局認可的可吸收生物材料）在電場作用下的噴射，製作如納米一樣纖細的條狀物質，然後把細胞加進這個由生物材料製成的納米纖維支架。細胞自會黏上支架發展成新組織。（圖一）

另一個方法是把細胞加進聚合物溶液中，然後以投影光固化三維打印技術造出水凝膠。這個方法的好處是細胞可以封裝於水凝膠中，水凝膠可以按需要造出不同的形狀及大小。（圖二）

最後一步，把植有細胞的支架放進生物反應器，作用就如一個焗爐或孵化器，供應所需的養分以塑造一個活生命體的內在環境。物料放進一個橫軸旋轉生物反應器（圖三），七星期後會轉化成非常接近且硬度達原生關節軟骨75%的組織（圖四）。

經這些技術製造出來的軟骨替代品，已經在兔、豬和山羊等動物身上試驗成功。段教授為了進一步開發技術以應用於人體，特別利用微型生物反應器平台（圖五）複製構成人類關節的多個部分，成功製造了首個名為「微關節」的三維關節，用作研究及測試治療骨關節炎疾病的藥物，可望將來研發出有效治療這個頑疾的藥物或程序。

段教授尋骨究柢，原來源自他博士論文的研究興趣。他當時對為甚麼吹彈欲破的雞蛋會孵化出骨骼健全的小雞很好奇──柔怎生得出剛來？他後來發現，原來雞骨的鈣來自依附在蛋殼上一層叫尿囊絨毛膜的薄膜。如果把雞胚胎置於一個沒有蛋殼的膠囊孵化，孵出來的小雞將會嚴重缺鈣，出現胚胎軟骨病徵狀。

在段教授的領導下，中大已整合了多個學院及學科在幹細胞及再生醫學方面的專長及能量，正蓄勢待發。段教授的科學創新或許會令傳說中的獅身人面獸也得修正其謎語：「甚麼動物早上四條腿走路，中午兩條腿走路，到了晚上則仍是兩條腿走路？」

T.C.

 

中大五十五周年「智慧的探索」公開講座

為慶祝五十五周年，中大舉辦「智慧的探索」公開講座，匯萃中大傑出學人的知識與經驗，傳承智慧。八場講座於鄭裕彤樓一號演講廳舉行，涵蓋轉化醫學、人工智能、糧食與永續農業、宇宙與物理、歷史和心理學等範疇。

段校長於1月11日主講的「再生醫學的前途與挑戰」為首場講座，其餘講座詳情如下：
 

日期 (下午5:00 – 6:30)	講者	講題
15.2.2019	盧煜明教授	科研的挑戰與樂趣
1.4.2019	林漢明教授	大豆研究：一段從實驗室到農田科研之旅
24.5.2019	朱明中教授	宇宙的美好缺憾
3.6.2019	蒙美玲教授	懂聽懂說的人工智能如何改善人類的學習及生活
9.9.2019	科大衛教授	孝道與產業：為甚麼「孝」有助商業發展？
23.9.2019	趙志裕教授	心想事成：美滿人生心理學
14.10.2019	莫樹錦教授	待定

 

本文出自《中大通訊》第531期（2019年1月）

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「智慧的探索」公開講座 段崇智 再生醫學 校長 教授 五十五周年 組織工程學 生物醫學 科學家