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根据这些大自然中发掘出来的新材料,我们人类可以直接用3d打印机打印出人类器官,将能打印出整块带骨的牛排......

在科幻电影里,常常能看到超级英雄和邪恶势力抢夺有超能力的元素;随着科学在新材料领域不断取得突破,科幻即将变成现实。

以色列的顶尖科学家之一欧迪·肖斯耶夫(oded shoseyov)在做的,就是发现大自然中隐藏的“超能力”,根据这些大自然中发掘出来的新材料,我们人类可以直接用3d打印机打印出人类器官,将能打印出整块带骨的牛排......

领航名人馆

欧迪·肖斯耶夫

oded shoseyov

1981年,希伯来大学本科毕业

1988年,希伯来大学博士毕业

1990年,希伯来大学教授

2002年,波拉克杰出科学家奖

2010年,凯亚创新应用研究奖

至今,参与创立了12家科技公司

肖斯耶夫从小就喜欢化学,父母虽然不太能理解他在捣鼓些什么,但给予了他充分的支持。上大学前,肖斯耶夫就在家给自己弄了个实验室;毕业后,提取不同元素,合成新材料,成了他一生投入的方向。

这些被研究与发明出来的新材料被广泛应用在医疗、电子产品、食品、服装等领域,对工业发展和人类生活,可能会带来意想不到的变革。肖斯耶夫说,他最感兴趣、也是花时间最多的其中一个领域就是人体胶原蛋白的研究。

用烟草来生产人类胶原蛋白

拜现代美容行业的宣传所赐,胶原蛋白对人类的青春美貌意义非凡这个概念已经广为人知。但其实胶原蛋白对我们的意义比“嘭嘭的苹果肌”要来得重大得多。

胶原蛋白是我们人体中最重要的元素。除了水,胶原蛋白的含量是最多的。而且很多医用植入物都是由胶原蛋白制成的,不仅仅是用于减少皱纹的真皮填充剂以及人造嘴唇,还有人造半月板、骨移植物、甚至是心脏瓣膜。

胶原蛋白如此重要,但是现有胶原蛋白的唯一来源是依靠从动物或者人类尸体中提取。肖斯耶夫说,这其实不是一种安全的来源,而他改变了这一切。

肖斯耶夫克隆了人类身上负责制造人类胶原蛋白的五种基因,把这些基因引入烟草中,现在这些烟草在五六十天的周期里就可以生产人类胶原蛋白了。利用这种胶原蛋白制造得两种医用植入物已经研发好,并已获取了在欧洲和以色列得临床试验批准,开始销售使用。

人造胶原蛋白让人类避免截肢

这种植物培养的胶原蛋白可以与人类融合得更好,它们制成的医用品也令肖斯耶夫深感骄傲。他的妈妈就是他发明的受益者之一。

全球有四亿糖尿病患者,许多都有过足部溃疡的经历,包括肖斯耶夫的妈妈。在人体胶原蛋白之前,人类面对不断恶化的溃疡,很多时候只能截肢。肖斯耶夫说,每年有一百多万人因此被截肢,他的妈妈也已经失去了两个脚趾。

但到第三个溃疡出现的时候,肖斯耶夫研发的人体胶原蛋白终于进入了临床阶段,教授妈妈也因此成了第一批使用者之一。他回忆起来特别自豪,因为本来又要不得不面对截肢的妈妈竟然在十四天里就恢复了。

用3d打印机打印出人体器官

肖斯耶夫的想象力经常给已有的材料拓展出一些我们觉得不可思议的应用,3d打印器官就是一例。

3d打印对很多人来说可能已经并不太稀奇了,但是直接打印一个肺出来!!!可以移植的那种肺,这完全是就是科幻电影里的场景啊。但对肖斯耶夫教授来说,这个思维很简单,人体胶原蛋白可被用作生物墨水,放进3d打印机里,人类的器官就可以直接打印出来,肺只是一个开始。

肖斯耶夫预测说,生物打印和细胞研究领域相结合,就可以使打印各种器官很快出现在临床应用上。这将是人类医学的一个重大突破。

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把药价降到七十美分

肖斯耶夫的研究让医学向更高更远发展,但同时,也让越来越多的人可以享受医学的进步。很著名的生物药物修美乐就是一个典型代表,可以治愈很多炎症疾病,也因此成为全球销售额最大的药物之一。

但同时,传统修美乐的生产方式离不开哺乳动物细胞,这种特殊的细胞必须在特殊的生物反应器中才能培养,修美乐的成本也因此居高不下,以至于1000个需求者中,只有一个人才能负担。

肖斯耶夫把自己在烟草上种植人体胶原蛋白的方式也复制到了修美乐身上,他克隆修美乐抗体的基因,将其引入植物种植,成功把从大约一百美元降到到七十美分。而对于其它生物制药,也可以使用相同的办法,会颠覆这个行业。

用3d打印机打印汉堡和牛排

肖斯耶夫的科学世界充满了奇思妙想,其中最有趣、最有代表性的两个莫过于食物3d打印和猫跳蚤的研究了。

以色列人无时无刻不感觉到国土狭小,自然资源匮乏带来的压力,食物3d打印也是来源于节约资源的思想。可能人们很难想得到,其实地球上很重要的自然压力,来源于人类所必须的食物。

今天我们享用的大部分蛋白质来自于动物世界。动物养殖业是一个巨大但非常不可持续的产业。我这个行业消耗了世界上30%的农业用地和25%的可饮用水,所排放的二氧化碳是现在所有汽车、火车、轮船和飞机所排放的总和。

但人类上千年来已经习惯了吃肉。肖斯耶夫选择了从植物中提取了独特的纤维,这些纤维经过合成,可以有肉一样的味道和质感。这样的原料经过高分辨率打印机的逐层打印,然后结合烹饪,最后可以制作一个完美的汉堡甚至牛排。

肖斯耶夫介绍说烹饪和打印是一同完成的。所以这也将赋予食物“反传统三维烹饪方式”的风味,比如说里面脆外面软的汉堡,里面熟透外面比较生的牛排等等。二是这样就不需要供应链,比如冷藏、冷冻和烹饪。三是可以任意调整盐油酱料、添加维生素等,做到完全个性化。

食物打印也可以和我们的手机连在一起,大家可以根据自己的需要,从原料开始私人订制,然后在15分钟后打印出自己想吃的午饭,可能人类的生活方式即将迎来一个更大的变化吧~

把让跳蚤跳得高高的蛋白质

应用到运动鞋上

肖斯耶夫无时无刻不在细心观察大自然,发掘自然界的奇妙之处,相信好的科学发现总有一天可以找到应用的地方。怀抱好奇之心,让他偶遇对于动物蛋白的研究。

为什么他会注意到跳蚤这么小而且很讨厌的生物呢?肖斯耶夫说,这一切起源于一场失败。有一次,他的学生向他抱怨说,自己家狗身上有跳蚤,往狗身上抹药很烦人.....

两位科学工作者决定用高射炮打蚊子,决定在跳蚤身上找一种重要的蛋白质,找到生成这种蛋白质的基因,克隆出来去生成这种蛋白质,然后把它注射进狗的体内,让狗产生抗体,就会对跳蚤免疫。

很可惜的是,这个复杂的计划失败了,但是肖斯耶夫因此发现了跳蚤身上其实有着世上最好的橡胶!跳蚤最高可以跳到它们身高两百倍的高度,如果这是一个人的话,相当于可以站在美国曼哈顿的中心,一个跳跃就可以跳上帝国大厦的楼顶。

肖斯耶夫现在找到了在植物中培养这种跳蚤蛋白的方法,并且致力于把这种材料应用在运动鞋上,让人们穿上后有更好的运动表现,还可以应用在手机触摸屏上,让屏幕更柔软更易折叠等等。本质上所有能用到橡胶的地方都能用到,而且表现会更好。

肖斯耶夫的工作就是研究大自然,他说自然界制造材料的方式和制造出来的材料是如此地先进,人类应该好好向它学习!

编辑:胡雪曼、爱美丽、晓静

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