人工白膜，修復(fù)陰莖損傷并恢復(fù)正常勃起功能

據(jù)報道，大約一半的40歲到70歲之間的男性經(jīng)歷過某種形式的勃起功能障礙，而估計有5%的男性患有佩羅尼氏病 ，這種疾病表現(xiàn)為海綿體上白膜有纖維無彈性的瘢痕形成，引起疼痛、陰莖彎曲或畸形，從而引起機(jī)械性勃起功能障礙。這是一個很少受到關(guān)注的領(lǐng)域，但實際需求卻是巨大的。 以前的許多研究都集中在修復(fù)尿道上，很少有研究關(guān)注恢復(fù)勃起功能。盡管臨床醫(yī)生可以通過將患者體內(nèi)其他組織與細(xì)胞外基質(zhì)結(jié)合制成貼片來治療受損的白膜組織，但這些貼片也有缺點(diǎn)，有時，免疫系統(tǒng)會排斥它們或在供體部位發(fā)生并發(fā)癥，由于它們的微觀結(jié)構(gòu)與天然白膜不同，這些貼片很難完美替代天然白膜組織。

該研究開發(fā)了一種人工合成組織作為人工白膜 （ATA） ，可在豬模型上修復(fù)陰莖損傷并恢復(fù)正常勃起功能。這項研究結(jié)果表明，ATA能夠模擬維持勃起所必需的組織纖維鞘，有望用于修復(fù)人類陰莖損傷。
論文通訊作者施雪濤教授表示，雖然在很大程度上預(yù)見了ATA構(gòu)建過程中的問題和結(jié)果，但仍對動物實驗結(jié)果感到驚訝，在使用ATA后，豬立即恢復(fù)了正常勃起功能。ATA大的優(yōu)勢是通過模仿自然組織的微觀結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了類似的組織功能。而且這種設(shè)計方法并不局限于模擬白膜組織，還可以擴(kuò)展到許多其他承重組織。 為了解決這個問題，研究團(tuán)隊開發(fā)了基于聚乙烯醇的人工白膜（ATA），它具有類似于天然白膜組織的卷曲纖維結(jié)構(gòu)。因此，該人工合成材料能夠模擬白膜的生物力學(xué)特性。研究替代進(jìn)行了實驗室實驗，以驗證這種人工合成組織的毒性和血液相容性，因為它的設(shè)計是在體內(nèi)停留很長一段時間，需要確定它不對人體組織有害。 接下來，研究團(tuán)隊在白膜損傷的巴馬小型豬身上測試了ATA。他們發(fā)現(xiàn)，由人工合成組織制成的貼片恢復(fù)了勃起功能，與正常陰莖組織的功能相似，這表明貼片成功地取代了自然組織的功能。研究人員在一個月后分析了ATA貼片的效果，發(fā)現(xiàn)人工組織雖然不能恢復(fù)周圍天然組織的微觀結(jié)構(gòu)，但在陰莖注射生理鹽水后，它會發(fā)生與正常組織相當(dāng)?shù)睦w維化，并實現(xiàn)正常勃起。 手術(shù)后一個月的檢查結(jié)果顯示，ATA治療組取得了很好的修復(fù)效果，盡管并不完美。

施雪濤指出，在陰莖損傷中，白膜通常不是受損的組織，周圍的神經(jīng)和海綿體也經(jīng)常受損，使修復(fù)變得更加困難?，F(xiàn)階段的工作重點(diǎn)是修復(fù)受損的單個組織，下一階段將從整體角度考慮，實現(xiàn)整體缺陷的修復(fù)或直接重建人工陰莖。此外，團(tuán)隊還計劃用這一技術(shù)來修復(fù)其他組織損傷，例如心臟和膀胱。值得一提的是，早在2020年6月，施雪濤教授、俄克拉荷馬大學(xué)毛傳斌教授、廣州醫(yī)科大學(xué)附屬第三醫(yī)院安庚教授等 就曾在 Nature Communications 期刊發(fā)表論文， 在全球范圍內(nèi)，利用干細(xì)胞及3D打印技術(shù)成功修復(fù)海綿體缺損。該研究構(gòu)建了一種表面負(fù)載肝素涂層的3D打印水凝膠支架，并向其中植入了缺氧誘導(dǎo)因子 （HIF-1α） 突變的肌源性干細(xì)胞 （MDSCs） ，以制備生物工程血管化海綿體支架。 通過該組織工程支架修復(fù)了兔海綿體缺損，成功地恢復(fù)了兔陰莖的勃起和射精功能，使陰莖海綿體受傷的雄兔成功恢復(fù)了生殖能力。