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3D列印陰莖植入物:解決勃起功能障礙的新希望

科學家們最近研發出一種3D列印的陰莖模型,這種模型能夠像自然陰莖一樣成功勃起。研究人員將部分模型植入患有勃起功能障礙的豬和兔子體內,僅幾週後,這些動物便能夠進行交配並繁殖。這項技術未來有望用於治療人類的陰莖損傷和勃起功能障礙。

自然陰莖由兩條並排的海綿體組成,這些海綿體位於陰莖的上部。下方則是一條包圍尿道的中縫海綿體。海綿體外被一層堅韌的纖維組織——白膜所包覆,白膜將兩條海綿體固定在一起。當受到刺激時,陰莖的動脈擴張,血液流入海綿體,使組織膨脹並被白膜緊緊包裹,從而形成勃起。膨脹的海綿體還會壓迫靜脈,阻止血液流出,維持勃起狀態。

然而,有些人難以達到或維持勃起,這種情況被稱為勃起功能障礙,可能由神經損傷、激素問題或血液流動問題引起。根據美國國家衛生研究院的資料,約40%的40歲以上男性和70%的70歲以上男性報告有勃起功能障礙,這種情況尤其影響年長男性。此外,白膜內纖維疤痕組織引起的佩羅尼氏病也可能導致勃起功能障礙或疼痛的彎曲勃起,據英國泌尿外科協會估計,約6%至10%的男性受此影響。這些問題不僅影響身體健康,還可能對心理健康、性功能和整體生活質量造成負面影響。

在這項最新研究中,研究人員使用一種柔軟的水基材料——水凝膠,3D列印出陰莖的主要結構,包括海綿體、中縫海綿體和白膜。當注入血液替代品時,這種模型成功勃起,並讓研究人員能夠研究導致勃起功能障礙的結構問題。研究人員在列印的海綿體模型中培養了來自兔子陰莖的細胞,然後將其移植到患有陰莖問題的兔子體內。他們也在豬身上進行了相同的實驗,將模型植入豬的細胞中。這種植入自然陰莖細胞的方法旨在防止動物的免疫系統排斥植入物。僅幾週後,研究人員發現植入的動物能夠勃起、進行性交並成功繁殖後代。

研究人員在論文中寫道:「這些發現強調了仿生海綿體(BCC)在治療陰莖損傷中的潛在臨床應用。此外,這項研究推進了3D列印人工組織器官的臨床應用。」儘管這種模型無法完全替代來自人類的陰莖移植,因為它無法替代受損的神經、血管或尿道,但研究人員希望未來能夠開發出包含這些重要結構的3D列印陰莖模型。這種方法未來可能取代人類陰莖移植,後者目前僅進行過少數幾次,並且面臨免疫排斥和恢復完全感覺及勃起功能的問題。

研究人員寫道:「未來的研究可以探索旨在誘導神經再生並在植入物中嵌入人工血管和尿道結構的設計策略。這些方法可能有助於克服當前修復大規模陰莖損傷的障礙。」