新加坡工院首创双轴线旋转生物反应器 用干细胞修复 骨头长得快
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本地每月约有25人因头盖骨受伤而入院，不过少过10%的病情属于“末期”，也就是因受损的头盖骨面积太大，不容易修复，几乎等于被判了死刑。
现有医疗法包括利用病患身上其他部分的骨组织来填补缺口，但这意味着医生必须再动一个手术，无形中增添风险。另一种方法是用钛金属块(titanium)填补破裂头骨，但如果病人是正在发育的儿童，钛金属块会阻挠头骨发育，所以这两种方法都不理想。
新加坡理工学院开发了一种生物反应器(bioreactor)，能用病人本身的干细胞“量身定做”新骨头，再由医生把它安置到头盖骨破裂的缺口，让干细胞慢慢分化成骨细胞，与裂痕周围骨细胞融合，成为头盖骨的一部分。用干细胞的好处是病人身体会视这些细胞为“自己人”，所以不会产生排斥。
除了头盖骨，这项医疗科技也适用于眼眶部分、下颚骨腿骨等比较厚的骨头。
新加坡理工学院开发的全球第一个能依双轴线旋转的反应器，比在培植皿里面培育干细胞的传统方法快十倍。图左是首席研究员庄文胜及队员符敦燊。(程友明摄)
与新加坡工院合作的新加坡国立大学教授张瑞兴说，头盖骨受重大创伤的情况多出现于严重车祸或工业意外中，本地并不多见，但国外比较频繁，特别在地雷区，人们常被地雷炸伤，或在地震等自然灾害中受伤。
医生先依照头盖骨缺口的形状和厚度，制造蜂窝组织支架，再把从病人骨髓里的干细胞作为“种子”，放进反应器的容器里，再往容器里添加红色营养液体，包括葡萄糖、维他命及氨基酸(amino acids)等，干细胞需要这些营养“繁殖”。
机器启动后，容器根据所设定的电脑程序，按照直、横两个轴线旋转，让干细胞随着液体流动“繁殖”，并“住进”支架。当蜂窝组织支架“住满”干细胞后，医生就可以把支架从容器取出，固定在头盖骨的缺口上。
过了一些日子，干细胞就会受周围骨细胞的影响而分化成为骨细胞，支架的材料也能自行在人体内分解，所以这项医疗科技的作用就像把断了的骨接合回去一样。
虽然其他国家也有类似机器，但它们只能单轴线旋转(uniaxial)，新加坡工院开发的反应器却是全球第一个双轴线旋转(biaxial)，利用计算流体力学让营养通过液体流动，更均匀地分布到干细胞里。
这项发明的首席研究员、也是学院机械与制造工程学系的资深讲师庄文胜说，这种培育干细胞的方法比在培植皿(petri dish)里培植的快十倍，能缩短病人脑组织暴露在外的时间，这在骨头损坏面积特别大的情况下特别有用。另外，这种科技也能防止其他不属于骨组织的细胞，例如脂肪及肌肉等侵入骨头缺口。
这项医疗科技已在老鼠腿骨上试验成功，被切除腿骨的老鼠接受治疗后，三个月内就可康复。庄文胜说，接下来要用几种较大型的动物做相同试验，然后才能在人类身上进行临床试验。
在还未正式用为医疗器材前，学院将把反应器售卖给一些研究机构。澳大利亚昆士兰大学正与学院商议，准备购入一台，而新加坡科技研究局(A*star)也对这个机器有兴趣，希望能利用这种科技开发整形外科研究。, 百拇医药