3D打印组织助猪和兔子恢复丁丁

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一支国际团队运用3D打印技术成功重建阴茎组织,将其植入猪和兔体内后,数周内这些动物便恢复了相关功能并成功实现繁殖。此项成果未来或许能够助力人类治疗勃起功能障碍以及进行性别确认手术。

试想一下,借助3D打印机“制造”出阴茎的部分组织,然后植入动物体内,使其重新具备交配能力。这并非科幻影片中的情节,而是由来自中国、日本和美国的研究团队所取得的突破性进展。他们选定阴茎作为研究对象,于实验室中利用一种水凝胶塑造出极为逼真的组织模型,成功让兔子和猪恢复了生育能力。这一成果不禁让人憧憬,未来人类或许也能从中获益。

器官打印是一个既充满魅力又颇具挑战的领域,其中一个重大难题便是血管网络。细胞唯有通过血液输送氧气与养分方能存活,而对于阴茎而言,血管还有一项特殊使命:促使勃起。当血液流入海绵体并被困住时,阴茎便会勃起变硬。研究团队利用水凝胶打印出阴茎的主要结构,涵盖海绵体、尿道所在的尿道海绵体,以及包裹它们的白膜。他们首先在试管中对这些模型展开观察,研究其正常功能以及可能存在的缺陷,诸如勃起功能障碍或佩罗尼氏病——一种因瘢痕组织致使阴茎弯曲且勃起时疼痛的病症。

在实验室里,他们借助模型模拟血液涌入海绵体的过程,使器官实现膨胀,同时还展示了海绵窦如何如同阀门一般锁住血流,以维持勃起状态。这不仅是一次技术展示,更是为后续的动物实验奠定了基础。他们进一步制作出可植入的动态海绵体模型,并添加了内皮细胞——即衬于血管内壁的单层细胞。随后,该模型被植入患有阴茎缺陷的兔子和猪体内。几周之后,奇迹出现了:这些动物恢复了正常的勃起功能,并且能够交配生育。

“这一发现突显了仿生海绵体在治疗阴茎损伤方面的潜力,同时也推动了3D打印人工组织在临床上的应用。”研究者在论文中如是写道。不妨想一想,现实中有多少人正受此类问题的困扰。依据马萨诸塞州男性老龄化研究,在40至70岁的顺性别男性群体中,超过半数存在轻中度勃起功能障碍。而佩罗尼氏病的发病率虽低(1%至13%),但也影响了相当一部分人。倘若这项技术能够升级应用于人类,或许就能为这些病症提供全新的解决办法,甚至在跨性别男性的性别确认手术中发挥重要作用。

这项研究的意义远不止于技术本身。打印出来的阴茎组织能够在活体中发挥作用,着实令人惊叹科学的神奇。研究者们先是在试管中探索,弄清楚血流与结构的奥秘,而后大胆推进动物实验,一步一个脚印。这样的成果,既是对现有医疗难题的回应,也为未来开启了一扇窗。谁又能知晓呢,或许有朝一日,3D打印的器官会如同定制零件一般,帮助人类修复身体的缺憾。

本文译自IFLScience,由BALI编辑发布。

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