廣州醫(yī)生利用干細(xì)胞+3D打印技術(shù)修復(fù)受損“丁丁”

魔猴君  行業(yè)資訊   1195天前

“丁丁”受損了居然可以再生修復(fù)？近日，廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第三醫(yī)院一項(xiàng)科學(xué)研究證實(shí)了這一可能性和未來臨床應(yīng)用的前景，該研究來自該院生殖醫(yī)學(xué)中心安庚教授團(tuán)隊(duì)。據(jù)介紹，這是全球首次利用干細(xì)胞+3D打印技術(shù)，并在雄兔身上作實(shí)驗(yàn)，將“生物工程血管化陰莖海綿體”植入海綿體缺損的雄兔身上，4個(gè)月內(nèi)，連續(xù)分娩了小兔子，進(jìn)一步證實(shí)了其生理功能和生殖能力的恢復(fù)，完成了子代生育。

該研究成果于6月1日發(fā)表于國(guó)際期刊《Nature Communications》上。

陰莖海綿體損傷的修復(fù)是臨床醫(yī)學(xué)與科學(xué)研究難題

“男性生殖器先天性發(fā)育異常占男性孕人群的5%，而中國(guó)40歲以上男性勃起功能障礙的患病率高達(dá)40%”安庚說，作為廣醫(yī)三院生殖醫(yī)學(xué)中心男科的負(fù)責(zé)人，他在臨床上看到很多男性因?yàn)楹＞d體損傷而失去性生活和生殖能力。

陰莖是男性生殖系統(tǒng)的重要組成部分，而陰莖中的“陰莖海綿體”是維持陰莖正常勃起和泌尿功能的先決條件。然而，多種先天性發(fā)育異常，腫瘤或外傷等會(huì)導(dǎo)致陰莖畸形或陰莖海綿體缺損，嚴(yán)重影響性功能和生殖功能，需要進(jìn)行各種陰莖重建手術(shù)。但即便是手術(shù)，患者的勃起功能和生殖功能也很難恢復(fù)。由于各種解剖學(xué)、美學(xué)和功能上的挑戰(zhàn)，海綿體損傷的修復(fù)一直是臨床醫(yī)學(xué)與科學(xué)研究的難題。

陰莖海綿體呈“多孔”結(jié)構(gòu)，損傷后很難修復(fù)。

全球首次！干細(xì)胞+3D打印讓受損海綿體再生修復(fù)

隨著3D打印技術(shù)的興起，研究人員想到，可否借助3D打印技術(shù)重建海綿體，“打印”出一模一樣的海綿體？“要重建骨頭、牙齒這類‘硬組織’不難，但要重建海綿體這類軟組織卻不容易”安庚解釋：“尤其是陰莖海綿體這類能夠收縮、回彈，有特殊力學(xué)性能的組織。

為此，廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第三醫(yī)院生殖醫(yī)學(xué)中心主任安庚聯(lián)合華南理工大學(xué)施雪濤教授、美國(guó)俄克拉荷馬大學(xué)毛傳斌教授等人，共同研究構(gòu)建了具有多尺度多孔結(jié)構(gòu)的仿生3D打印水凝膠支架，制備了在結(jié)構(gòu)和力學(xué)上與天然海綿體匹配的生物材料。

研究人員還對(duì)該水凝膠支架進(jìn)行了壓縮測(cè)試和循環(huán)壓縮測(cè)試，在20次循環(huán)壓縮測(cè)試后，仍保持其原始機(jī)械性能，沒有出現(xiàn)任何損壞?！巴ㄟ^壓縮測(cè)試，我們驗(yàn)證了這個(gè)水凝膠支架材料與天然海綿體組織具有良好的力學(xué)匹配性，能夠像海綿體一樣收縮、回彈”研究人員解釋。

由于陰莖海綿體里面密布大量微血管，微血管系統(tǒng)的重建對(duì)海綿體功能（勃起和射精）的恢復(fù)起著至關(guān)重要的作用。“如果海綿體修復(fù)是‘蓋房子’，3D打印的水凝膠支架是房子的‘框架’，微血管系統(tǒng)重建就是房子的‘磚瓦’”安庚介紹。為此，研究人員利用干細(xì)胞技術(shù)，向其中植入了高表達(dá)缺氧誘導(dǎo)因子（HIF-1α）的肌源性干細(xì)胞（MDSCs），還通過肝素與聚L-賴氨酸（PLL）的逐層組裝，將肝素沉積到3D打印的水凝膠支架上，刺激植入部位血管形成，制備生物工程血管化陰莖海綿體。

兔海綿體損傷修復(fù)示意圖。

實(shí)驗(yàn)兔4個(gè)月恢復(fù)生殖功能，還生育了后代

隨后，研究人員將這個(gè)“生物工程血管化陰莖海綿體”植入海綿體缺損的雄兔身上。3D打印海綿體生物支架顯示出良好的組織相容性，沒有免疫排斥反應(yīng)。由水凝膠生物支架中的誘導(dǎo)的新生血管有效修復(fù)海綿體的損傷部位，并促進(jìn)新血管的形成，最終修復(fù)了缺損海綿體組織。經(jīng)過形態(tài)學(xué)評(píng)估和海綿體內(nèi)壓測(cè)試，修復(fù)后的海綿體具有非常好的組織彈性和收縮能力，這意味著雄兔陰莖的“勃起和射精功能”得到了恢復(fù)。

研究人員將經(jīng)歷了海綿體損傷修復(fù)的雄兔和雌兔混合，在4個(gè)月內(nèi)，連續(xù)分娩了小兔子，進(jìn)一步證實(shí)了其生理功能和生殖能力的恢復(fù)，完成了子代生育。該研究是全球首次利用干細(xì)胞及3D打印技術(shù)成功修復(fù)陰莖海綿體缺損，使兔子恢復(fù)勃起和射精功能，并恢復(fù)生殖能力、生育子代。

雄兔陰莖海綿體損傷修復(fù)后，和雌兔生下小兔子。

 未來十年內(nèi)，有望應(yīng)用于臨床，造福男性“性?！?/strong>