近期,医学研究领域发布了重要消息。华南理工大学和哥伦比亚大学的研究团队在《自然》杂志的子刊上发表了他们的研究成果。他们利用3D打印技术,成功制造了一种仿生阴茎海绵体。这一创新技术有望帮助个体恢复自然勃起功能,并支持交配和生殖等关键生理活动,标志着该领域的重要突破。
科研团队与成果发表
华南理工大学教授施雪涛、院士王迎军以及哥伦比亚大学的梁锦荣院士等共同领导的科研团队成功完成了该研究项目。根据3月16日的快科技报道,该团队的研究成果已发表在《Nature Biomedical Engineering》期刊。该期刊的权威性证实了这一成果在国际科研领域获得了广泛认可,为该领域未来的研究和发展奠定了坚实的学术基础。
阴茎生理结构解析
阴茎的生理结构颇为复杂,是人体内血管网络中最为复杂的器官之一。它由海绵体、尿道海绵体和覆盖其表面的白膜构成。海绵体内部遍布海绵状空腔,其中阴茎海绵体动脉贯穿中央。勃起时,海绵窦会膨胀并压迫静脉丛,造成血液流通不畅,进而使海绵体膨胀并充满血液。同时,白膜的作用在于确保勃起时阴茎的形状和硬度保持正常。
仿生海绵体材料优势
研发的仿生阴茎海绵体选用了强度高、延展性好的水凝胶,并附有控制其伸展的白膜。该水凝胶的拉伸强度可达1.2 MPa,断裂应变超过1400%,与GelMA、PEGDA等传统水凝胶相比,表现出明显优势。这种高性能水凝胶为仿生阴茎海绵体提供了良好的力学性能支持。
3D打印技术构建
该团队运用数字光处理3D打印技术,对海绵体血管网络进行了精确建模,以模拟静脉阻塞情形。此外,他们引入了高聚分子量的聚乙烯纤维网络,旨在模拟天然白膜的功能,防止局部过度膨胀。通过这些技术手段,所制备的仿生海绵体在勃起时,其长度与直径的变化与生理状态相吻合。
动物实验显著成效
在兔子和猪的实验中,采用内皮细胞处理的3D打印海绵体进行植入,效果显著。电刺激海绵体神经后,勃起功能得到恢复,并且几周后能够自然勃起。具体来看,兔模型在12周后,80%的雄兔成功使雌兔受孕;猪模型在2周后,电刺激下呈现正常勃起,8周时组织再生和血管网整合良好,所有雄猪均能使雌猪受孕。
成果意义与未来展望
该技术首次在大型动物体内实现了海绵体的功能恢复,为阴茎损伤的治疗提供了新的方法。这一突破不仅促进了血管化3D打印器官的研究进展,还对男性生殖健康领域的进步产生了重要影响。目前,该技术何时能在临床治疗中得到广泛应用尚无明确时间表。我们诚挚地邀请读者加入讨论,并期待大家的积极互动与传播。