Ученые построили и распечатали модель пениса из гидрогеля с пещеристыми телами, способную эрегировать как настоящий орган. Успешно имплантировали модифицированные под животных протезы свиньям и кроликам, полностью восстановив им эректильную функцию. Животные смогли зачать потомство, а самки — выносить и родить детенышей.
По данным статистики, 40% мужчин старше 40 лет сталкиваются с эректильной дисфункцией, но наше представление об этом состоянии всё ещё ограничено. Учёные в основном проводили исследования на реальных органах и живых людях. Это затрудняло изучение взаимодействия кровотока и тканей во время эрекции.
Благодаря развитию 3D-печати исследования в области протезирования получили новый импульс. Ученые занимаются изучением и созданием отдельных тканей. Новые технологии и материалы позволяют точно воспроизводить сложные системы пещеристых тел и сосудов, обеспечивающих эректильную функцию половых органов.
Ученые из Китая, Японии и США создали 3D-печатьную модель пениса из гидрогеля с кровеносными сосудами для имитации естественной работы органа. Исследователи имплантировали модели кроликам и свиньям с деформациями пениса, вернув способность к спариванию и размножению. Животные привели здоровое потомство. опубликована в журнале Nature Biomedical Engineering.
Кровеносные сосуды отвечают за доставку кислорода, питательных веществ и удаление продуктов жизнедеятельности по всему телу. Система также обеспечивает эрекцию тканей — увеличение их объема за счет крови. Во время эрекции пещеристые тела половых органов наполняются кровью и сдавливают близлежащие вены, блокируя отток крови и позволяя пенусу набухнуть и стать упругим. Повреждение сложной сосудистой системы … может вызвать Эректильная дисфункция (невозможность полного набухания) и болезнь Пейрони — искривление и деформация полового члена.
Ученые разработали подробную модель полового члена, включающую головку, губчатое тело с уретральными структурами и имплантируемую модель пещеристого тела. Биомиметическая модель пещеристого тела позволила ученым увидеть взаимодействие различных структур и жидкостей при нормальной и нарушенной эрекции.
После этого ученые проверили возможность работы модельного органа с человеческим биологическим материалом. Для этого использовали культуры клеток гладких мышц аорты и эндотелиальных клеток пупочной вены, выстилающие стенки кровеносных сосудов. поместили Созданную на принтере гидрогелевую модель пениса поместили в специальную среду, где клетки смогли развиться и покрыть всю его внутреннюю поверхность. Клетки выросли здоровыми, небольшую часть гидрогеля с выросшими клетками имплантировали крысам. Заживление места операции прошло успешно, через месяц после операции крысы чувствовали себя нормально.
Ученые изучили восстановление повреждений тканей пениса на кроликах и свиньях. Подготовительный процесс оставался прежним: ученые построили модель, напечатали орган из гидрогеля, нарастили на внутренней поверхности клетки, выстилающие сосуды, использовав при этом культуры клеток кроликов и свиней.
Затем модельный пенис был имплантирован животным с нарушенной из-за небольшого дефекта пещеристого тела эрекцией. восстановилась Эрекция оставалась в норме, различия по сравнению с группами контроля с патологиями половых органов, которым имплантацию не проводили, имели статистическое значение.
Органы, подвергшиеся операции, реагировали как на электрическую стимуляцию, так и на естественное возбуждение. Кролики и свиньи могли вступать в половую связь с самками и приносить потомство.
Этот результат показывает Возможна реализация лечения повреждений тканей полового члена и даже трансплантация. Метод получения клеток донора и их размножения отработан. Не нужно выращивать целый орган, достаточно покрыть биосовместимую гидрогелевую структуру одним типом клеток. Возможно создание модели тканей конкретного органа в 3D и печать органа нужного размера для пациента.
Учёные полагают, что данные итоги исследования будут способствовать развитию практики трансплантации трёхмерно-печатаемых функциональных органов с сосудами. показывала Ученые добились успехов в лечении повреждений внешней белочной оболочки свиного пениса. Регенерация и восстановление при значительных повреждениях всё ещё находятся на стадии разработки, однако работа ведётся интенсивно.