科学家们利用人造组织成功地恢复了阴茎受伤的猪的勃起功能。
“我们对动物实验的结果感到惊讶,阴茎立即恢复正常勃起,”说华南理工大学的组织工程师施雪涛。
大约一半的人有阴茎在 40 岁至 70 岁之间经历某种形式的勃起功能障碍。其中一些人患有佩罗尼氏病,过去受伤的疤痕组织会导致疼痛和功能障碍。
通常通过将患者身体其他部位的组织移植到阴茎中以替换受损区域来治疗。 但我们的免疫系统擅长拒绝生物材料的插入,即使成功的移植也可能导致诸如阴茎缩短由于组织类型之间的差异。
因此,华南理工大学的组织工程师柴木元及其同事转向合成组织作为潜在的替代品。
海绵状哺乳动物勃起组织由彼此平行堆叠的波状胶原纤维(带有一点弹性蛋白)支撑,称为白大褂(助教)。 当海绵组织因血液而膨胀时,这些纤维会留出额外的空间,同时仍然通过拉直将所有东西固定在一起。
当 TA 纤维达到其全长然后拉伸时,它们也会产生硬度,充当控制和限制形状变化并抵抗外部变形的静水骨架。
研究人员通过在气球模型上测试不同的成分,构建了这些纤维的合成模拟物。 他们发现拉伸各向同性聚乙烯醇凝胶并添加交联以保持所得纤维平行排列会产生与 TA 相同的方向膨胀和拉伸,从而在整个勃起组织中产生软到硬的过渡。
Chai 和团队将他们的仿生创造称为人造白膜 (ATA)。 它可以承受周期性的放松和拉伸,同时抵抗疲劳,保持韧性,并在缝合过程中承受针刺。
然后他们在 TA 受伤的猪身上测试了他们的合成组织。
“手术一个月后的结果表明,ATA 小组取得了良好的修复效果,尽管并不完美。”说施。
虽然 ATA 无法完全恢复自然组织的完整复杂结构,因为它没有取代血管等其他组织的功能,但在注射盐水后,它仍然能够修复猪的正常勃起功能,如所示团队拍摄的视频片段。
“我们现阶段的工作重点是修复阴茎单个组织,下一阶段将从整体角度考虑修复阴茎整体缺损或者建造人造阴茎。”解释。
虽然人类使用这种技术还有很长的路要走,但这项研究增加了我们对坚韧且可变形材料的理解。
更重要的是,“这种设计方法不仅限于白膜组织的仿生设计,还可以扩展到许多其他承重组织,”说施。
这是因为大多数承重软组织与白膜具有相似的特征,其卷曲排列的纤维为其功能提供了机械特性。 这种组织存在于血管、肠道、角膜、膀胱、肌腱和心脏中,因此也可以应用类似的策略来帮助修复它们。
这项研究发表于事情。