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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   1134天前

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“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)院一項科學(xué)研究證實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。據(jù)介紹,這是全球首次利用干細(xì)胞+3D打印技術(shù),并在雄兔身上作實驗,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個月內(nèi),連續(xù)分娩了小兔子,進(jìn)一步證實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61日發(fā)表于國際期刊《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為海綿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。

研究人員還對該水凝膠支架進(jìn)行了壓縮測試和循環(huán)壓縮測試,在20次循環(huán)壓縮測試后,仍保持其原始機(jī)械性能,沒有出現(xiàn)任何損壞。“通過壓縮測試,我們驗證了這個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。

實驗兔4個月恢復(fù)生殖功能,還生育了后代

隨后,研究人員將這個“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)評估和海綿體內(nèi)壓測試,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個月內(nèi),連續(xù)分娩了小兔子,進(jìn)一步證實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“性福”

“陰莖海綿體修復(fù)對于恢復(fù)男性生殖能力具有重要意義,”安庚表示,干細(xì)胞+3D打印技術(shù)的修復(fù)策略對陰莖海綿體重建、恢復(fù)男性生殖能力具有非常重要的臨床應(yīng)用價值?!澳壳叭栽趧游飳嶒炿A段,我們希望未來十年內(nèi),能夠應(yīng)用于臨床,真正幫到那些陰莖畸形、發(fā)育異常和陰莖海綿體損傷的男性?!?/span>

此外,該研究邁出了開發(fā)血管化生物工程支架庫的重要一步。除了修復(fù)陰莖海綿體組織缺損外,這類3D打印生物支架還具有修復(fù)其他富含血管組織的潛力(如皮膚、心肌組織等),有廣闊的應(yīng)用前景。



來源:https://www.3ddayin.net/3Ddayinfangan/40858.html

   
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