开发人造器官造福人类
人造器官在拯救危重病人、延长某些器官衰竭的病人生命过程中，除人造肾、人造心脏外，还出现了人造肺、人造睾丸、人造气管、人造膀胱、人造关节、人造角膜、人造眼球、人造假肢、人造指甲等近百个品种。
美国贝斯以兹医学中心的调查结果表明，在美国，平均每3个人就有2个人身上装有人工指甲、人工眼晶状体、假肢、假牙、人工心脏等人工器官。以至有人戏称，美国人2／3不是“原装货”。
随着生物材料科学的发展，人体某些器官损坏后，可以像换机器零件那样换上人工器官。临床上最早运用的人工器官是假肢，现已普遍使用，因为装假肢技术相对简单，而且不存在免疫排斥反应。真正定义上的移植进入人体的人造器官是人工心脏、人工肾、人工肺、肝脏、血管等。
以美国为例，每年只能得到大约2000颗捐献的活心，但是等待做人心移植术的病人约有3.5万人，到2010年可能会增加到20万人。这种状况促使美国科学家进行人工心脏的研究。但是要想制成像自然心脏那样合理的结构，完全模拟其功能的人工心脏是极不容易的，这需要掌握医学、生物物理学、工程学、电子学等各学科的知识。美国科学家经过不懈的努力，终于研制成了第一个人工心脏，并在狗身上进行植入试验，获得了成功。这以后世界范围内的人工心脏研究相继发展，使用的动物有小牛、羊、狗等。近年来，由于医学知识的更新，生物材料的改进，人工心脏实验动物的存活时间显著延长。1982年12月2日，美国西雅图62岁的退休牙科医生巴尼·克拉克成为世界上第一个接受人造心脏移植手术的人。一颗塑料心脏在他的胸腔里跳动了将近1300万次，维持了112天的生命，这标志着人工的心脏已进入临床应用阶段。
后来，又陆续给另外4名病人移植了这种人造心脏，全都死了，其中最长的一位活了620天。这种由美国研制成功的人造心脏由4个部分组成，即由金属钛制成的心脏本体、一个微型锂电池、一个计算机操纵系统及外接电池组。人造心脏本体取代患者的心脏，微型铝电池和操纵系统将植入患者的腹腔，外接电池组不植入人体，而是通过安装在腹部表皮下的插座向植入的微型锂电池充电。
人造心脏的本体部分重量为900克，大小相当于一个苹果，它由微型电动机和泵组成。与真正心脏的4腔室结构（左右心室和左右心房）不同，它只有两个腔室，右边的腔室分别接肺静脉和体静脉，左边的接肺动脉和体动脉，两个腔室中间是电动机和泵。在心脏与血管的接口部分装有活塞，以代替心脏瓣膜的功能。
人造心脏的一个完整工作循环包括两个步骤，首先是右腔室接受体静脉输送的缺氧血液，由微型泵把静脉血输送到肺部；然后，在肺部吸收氧后的动脉血来到左边的腔室，由泵输送到体动脉。
植入人体的微型锂电池的电能足够人造心脏“跳动”一个小时，病人甚至可以参加剧烈运动，锂电池能量耗尽的时候由外挂电池组充电。人造心脏在美国的实验中已经创造了1.6亿次无故障跳动的记录，相当于输送200万升血液，使病人继续生存5年。
如果用这种“完整的人造心脏”把人的心脏替换出来，那么如同给机器更换了发动机。如果人体实验表明这种强力发动机能让人体这台活机器长时间无故障运行，那无疑在医学史上具有划时代的重要意义。
世界上第一台植入式人工肺已经在日本制成，它被植入绵羊的胸腔内，维持着正常的呼吸。这架人工肺由3万根聚丙烯薄膜纤维细管组成。表面布满极微小的孔。它们一层层重叠，既可压缩又有弹性。随着肋骨的一张一落，它就像风琴的风箱似的一松一紧地活动着。现在这种人工肺已进入临床试验阶段，曾用于40名肺功能丧失的病人，使他们获得了新生。
全世界60多亿人口中，大约有1500万盲人，角膜移植可挽救一部分角膜病损引起的失明者，但对于大多数与角膜无关的失明者仍一筹莫展。美国医学博士多贝尔研制出一种人造眼睛，即电子眼睛，由微型的半导体摄像机、微型的电脑及微电极3个部分组成。放入病人的眼窝中，能随眼肌的运动上下左右转动自如。这种电子眼睛还处于试验阶段，并且只能产生黑白图像的感觉。
日本群岛大学医学系山中英寿研制成功的一种能分泌雄激素的人造睾丸，给一位因癌症失去双侧睾丸的病人植入后，每天释放2毫克雄激素，手术后8个月，功能完全正常。可谓巧夺天工。
目前除了大脑以外，对人体的各个器官都在进行人工化的研究。这种研究正经历着由体外到体内，由大型变小型，由暂时应用到长期应用，由功能简单到功能完善，其中大部分器官已成功地应用于临床。相信在不久的将来，人工器官的发展将在医学上发挥越来越大的作用，将会更大地造福人类。
人类生殖工程，新生命的诞生
近年来，人类生殖工程已成为医学领域的一个新兴学科。所谓生殖工程，即不经男女性交而用人工操作的方法产生新生命的生殖技术。生殖工程的实施不仅能解决不育夫妇的生育问题，而且能采用优质精子和卵子孕育出体质健美聪慧的下一代，提高人口的先天素质，这种对生命的选择是社会的进步，将成为人类历史上的里程碑。
（1）人工授精：人工授精有两个含意，一是用丈夫的精液授精，二是用献精者的精液授精，前者称“AIH”，即夫精人工授精；后者称“AID”，即他精人工授精。AIH和AID在技术和原则上基本相同。
夫精人工授精适于男女双方之一性器官异常而不能进行正常性生活者，或男方精子数量少但质量正常者；他精授精适用于男方无精子、睾丸先天发育不良、生殖管道阻塞，或男性患显性常染色体病，以及男女双方均为同一常染色体隐性基因携带者。无论是实施夫精授精还是他精授精术，女子必须身体健康，确有生育能力，如正常排卵、生殖管道通畅、子宫发育正常等。另外，欲实验他精授精必须经男女双方同意，医生还需为他们绝对保密。
目前，美国、英国、法国、日本、意大利和我国都先后建立了冷冻人类精子库。采用液氮-196℃替代干冰-79℃的低温，再加入冷冻保护剂，即可使精液获得冷冻保护。其冷冻贮存方法有直接冷冻法、三阶段冷冻法和慢冷却—快冷却—复苏法3种，但以后者为最佳。建立冷冻人类精子库，为生殖提供了保险，对治疗男性不育和开展优生工作具有积极意义。
（2）试管婴儿：1978年7月25日，世界上第一个体外受精成功的“试管婴儿”在英国诞生了。他标志着生物学与医学已步入新的时代，人类从此可以不经过两性性器官的交合而借助于人工方法创造新的生命。
人类生殖上的这一伟大创举，是英国胚胎学家爱德华和妇产科专家斯德洛特创造的。他们曾经在35只猴子身上进行了胚胎移植，为人的受精卵植入宫腔打下了基础。这一次他们是从布朗夫人体内取出成熟的卵子，将其放进温度适宜、装有培养液的试管里，而后取了布朗先生的精子，加入其中，使精子和卵子在体外结合，并放在暖箱内孵育了4天半，再借助阴道窥镜将已开始发育的胚胎植入布朗夫人的子宫腔内进行孕育，直至分娩。
试管婴儿
我国的试管婴儿技术研究起步较晚，于1988年3月10日在北京医科大学第三医院诞生了第一个试管婴儿。继第一例试管婴儿成功后，湖南、广州、上海等都开展了试管婴儿的研究工作，并相继诞生了多例试管婴儿。这标志着我国在生殖医学领域的研究达到了世界先进水平。
试管婴儿的研究集合了医学高、精、尖技术，首先是卵子和精子的采集。卵子的采集较为复杂：第一步是排卵前的预测观察，这需要用许多现代化仪器，比如卵巢超声波扫描、激素的免疫学测定、腹腔镜检查、放射免疫测定等；第二步是激发排卵；第三步是卵子的吸取；第四步是卵细胞体外孵育。其次是受精，即精子和卵子在试管中结合形成合子。然后，受精卵在试管中发育，不断地分裂，当形成12～16个细胞的桑椹胚时，把这个幼胚从试管中取出移植到母体的子宫内，使其在子宫内着床、发育成胎儿，最后分娩出成熟的婴儿。由于这个过程的早期阶段在试管内进行，因而叫“试管婴儿”。国际上把这一工程称之为“体外授精-胚胎移植”。试管婴儿技术的应用，为输卵管不通但卵巢排卵功能正常的女性带来了福音。
（3）人工单性生殖：人工单性生殖是指在人为的条件下，没有精子而卵子独立发育成胚胎的生殖技术。这一生殖方法在动物实验中已获得成功。有人设想在人类应用此项技术，但在应用价值上存在争执。
（4）人造子宫：无论是试管婴儿还是单性繁殖，十月怀胎仍然是免不了的程序。试管婴儿并不是全过程都是在试管里培育婴儿，而只是让卵子在试管内受精后，再移植到母体子宫内或者“寄存”到他人的子宫内。人类能不能摆脱妊娠的痛楚呢？况且许多不能妊娠的妇女借他人子宫妊娠带来许多麻烦，借动物子宫又不能让社会接受，于是科学家开始研究用人造子宫妊娠。
人造子宫是人类生殖工程中技术最复杂、难度最大的尖端课题。胎儿在子宫内发育直至分娩，完全与女性身体结构和生理功能相适应。而人造子宫则是让胎儿的全部发育过程在母体之外，由人造子宫代替母亲妊娠和分娩，为了达到这一目的，科学家进行了不懈的努力。
东京大学妇产科教授原桑应纪于1985年在神户举行的日本新生儿学术会议上宣读了世界上第一个“人造子宫”的研制和实验报告。“人造子宫”包括一个装羊水的水箱、一个人造肺、一个泵及两个血液容器。他用剖腹手术将孕育了107～135天的8个山羊胚取出，置于这种人造子宫内。结果，活得最久的胎儿活了7天，8个胎儿平均活了3天。在人造子宫内培育胎儿，要解决一系列难题：胎儿所需最佳的液态环境、血液循环、营养摄取、废物排出及微环境的恒定包括温度、pH值、无机离子浓度、渗透压等。要解决这些难题，目前还有一定难度。但我们相信，总会有一天胚胎可以在人造子宫内健康成长，直至人工“分娩”。
（5）克隆繁殖：在人工操作下，由一个细胞经自身的有丝分裂，产生出一个具有相同遗传性的细胞群，这种细胞称“克隆”。由细胞群分化形成新生命的繁殖技术称“克隆繁殖”。
（6）细胞核移植：细胞核移植是指在人工操作下，将一个细胞的核取出移植到另一个去核的细胞内，并使其复制、表达、控制子代的遗传性状的一门新技术。有人建议，将健康人细胞核移植入患者细胞内，以改造恶性遗传物质，达到优生的目的。关于人类细胞核的移植技术一旦应用于临床，它将对人类遗传病的根治有重大意义。
克隆羊“多莉”
（7）DNA重组：人类细胞某些基因在DNA链上的分子结构已经探清，它既可从DNA链上分离出来，又可通过信使核糖核酸（mRNA）递转录或用化学方法进行合成。在体外与某种载体重新组合形成“重组DNA”，然后移植到患者细胞的基因组中，使其表达为新的遗传性状。这种技术不同于一般生物体间的杂交，是分子水平上的基因移植。它的优势在于可在亲缘关系极远的生物体间进行，能大大改善遗传特征，能定向改变遗传性状，能快速稳定地获得新种系。DNA重组一旦成功，将会改变整个人体的遗传组成，优化人类的生命结构。
人体防御现代化
人体是一个复杂的有机体，在人体内部有一些组织器官构成了机体的免疫系统。免疫系统就是人体防御力量，它可以抵御外界入侵的细菌、病毒及异物等，它也可以清除机体内衰老和被破坏的细胞及体内发生了突变的细胞，如肿瘤细胞。它起着监视、管理全身各细胞复制DNA及制造蛋白质的过程的免疫监视作用。
人体的免疫系统很奇特，它通常采用抗原抗体结合的方式来消灭入侵的“敌人”。那么，什么是抗原抗体呢？原来细菌病毒等侵入人体的物质就是抗原。人体免疫系统一旦发现有一些形状结构及性质与机体截然不同的物质出现时，立即动员起来，搜集抗原资料，很快制造出一种与抗原有特殊亲和力的物质，这就是抗体。抗体能在人体组织中寻找每一个抗原，并与它们相结合，使抗原失去活性，达到消灭的目的。人们根据这一基本原理研制出种类繁多的疫苗，如牛痘疫苗、破伤风疫苗、白百破疫苗等，人们对此并不陌生。随着分子生物学全面向医学渗透，面对未来，预防医学领域将有更多的突破。如单克隆抗体、基因疫苗的问世，多种类型的生物导弹、抗癌细胞因子、癌症的克星干扰素等，将对人体防御疾病、卫生保健、治疗顽病中发挥巨大威力。
人体免疫中的佼佼者，单克隆抗体
医学专家们一直在研究人体的免疫系统，通过大量的试验，他们发现利用抗体来治疗某些传染病是一种很好的方法，于是开始给病人注射免疫血清。但是长期以来医学上使用的免疫血清都是通过免疫动物或从已经感染的机体中提取的，实际上是针对多种抗原的混合抗体。随着生物医学基础研究和临床治疗的需要，对抗体的质量有了更高的要求。如器官移植的组织配型、研究染色体的结构与功能及诊断癌症等都需要高度特异的抗体。
1975年科勒和米尔斯顿成功地利用B淋巴细胞杂交技术，制成了高特异性和高纯度的单克隆抗体。他们发现，小鼠脊髓瘤细胞具有可以人工培养的特点，于是用能产生抗羊红细胞抗体的小鼠脾淋巴细胞与骨髓瘤细胞混合在一起，加上一种使细胞之间发生融合的病毒，使它们相互结合，形成杂交瘤细胞，然后让这些细胞在一种选择性培养基中生长，只让杂交瘤细胞存活，而使其他细胞全部死亡。经过多次无性繁殖（克隆化），终于培育出既能持续分泌抗羊红细胞抗体，又能在体外长期培养的杂交瘤细胞株，从而得到了宝贵的单克隆抗体。