Ученые напечатали пенис на 3D-принтере, который восстановил эрекцию и рост рождаемости у свиней
Имплант пениса, созданный с использованием 3D-печати, впервые в истории восстановил эректильную функцию у кроликов и свиней. У свиней, которые страдали от повреждений тканей полового члена и прошли эту уникальную операцию, вновь появилась способность к эрекции, а процент успешного оплодотворения увеличился с 25 до 100%.
Пенис обладает одной из самых сложных сосудистых систем в организме человека. На протяжении многих лет ученые работали над созданием модели кавернозного тела — губчатой ткани, которая составляет основу полового члена и играет ключевую роль в механизмах эрекции. В рамках недавнего исследования, проведенного командой исследователей из Китая, США и Японии, была разработана новая физиологическая модель, способная воспроизводить процесс эрекции у крупных животных.
Для создания этой модели исследователи использовали каркас из гидрогеля, который был специально сконструирован для того, чтобы выдерживать давление внутри структуры во время наполнения кровью.
Исследовательская команда занялась созданием каркаса, который затем был засеян эндотелиальными клетками (ЭК) свиней или кроликов. Эти клетки, выстилающие кровеносные сосуды, могут формировать «адаптируемую систему жизнеобеспечения» в тканях, богатых сосудами, что способствует их восстановлению и улучшению функций.
Чтобы протестировать эту концепцию на кавернозном теле свиней породы Бама и новозеландских кроликов, ученые имплантировали гидрогель и ЭК десяткам животных, страдающим от эректильной дисфункции. Некоторые кролики и свиньи получили имплантаты искусственного пениса без эндотелиальных клеток, в то время как другим, у кого были вживлены ЭК и имплантаты, удалось значительно улучшить эректильную функцию. Их результаты были весьма схожи с показателями животных, не имеющих проблем с эрекцией.
«Эти результаты указывают на то, что имплантаты значительно способствовали функциональному восстановлению, а сочетание с эндотелиальными клетками еще больше усилило этот эффект, продемонстрировав заметное улучшение регенерации тканей и восстановительных функций», — утверждают авторы исследования под руководством биологического инженера Чжэньсина Вана из Южно-Китайского технологического университета.
«Фертильность животных в группе с ЭК подтверждает восстановление эректильной функции и способности к эякуляции, что свидетельствует о регенерации кавернозной ткани у мужчин, прошедших лечение».
В экспериментах с использованием свиней, которым была внедрена модель эндотелиальных клеток (ЭК), после проведения операции наблюдался сниженный уровень воспалительных процессов. Постепенно в процессе распада гидрогелевого каркаса, в области дефекта начинала формироваться новая ткань. Когда через несколько недель после операции свиньям дали возможность размножаться, уровень беременностей в группе с дефектами увеличился с 25% до 75% у тех, кто получил имплантаты без ЭК.
Самцы свиней, которым имплантировали эмбриональные клетки, успешно оплодотворяли каждую самку, с которой спаривались, демонстрируя высокую эффективность полученной терапии.
Разработка новой модели полового члена может открыть перспективные возможности в лечении эректильной дисфункции у людей, а также заболеваний, которые наносят ущерб более глубоким тканям полового члена и приводят к болезненным эрекциям. Эта инновационная технология не ограничивается только лечением указанных состояний; она также может значительно способствовать созданию других искусственных органов, таких как сердце.
Исследования показывают, что более половины мужчин в возрасте от 40 до 70 лет сталкиваются с легкой или умеренной эректильной дисфункцией, которая, как правило, усугубляется с возрастом. Хотя это состояние поддается лечению, его не всегда удается полностью излечить. Ван и его коллеги отмечают, что эти данные подчеркивают перспективные возможности применения биомиметического кавернозного тела для лечения травм полового члена. Кроме того, результаты данного исследования открывают новые горизонты для клинического использования искусственных органов, созданных с помощью 3D-печати.
Ранее ученые создали имплант, вставляющийся в мозг, который меняет настроение людей. Новаторское исследование Национальной службы здравоохранения направлено на улучшение настроения пациентов с помощью интерфейса «мозг — компьютер». Эта технология напрямую изменяет активность мозга с помощью ультразвука. Такие устройства могут облегчить состояние пациентов с такими заболеваниями, как депрессия, наркомания, обсессивно-компульсивное расстройство и эпилепсия.
