Các nhà khoa học đảo ngược rối loạn cương dương ở lợn bằng mô tổng hợp

"Chúng tôi đã [...] ngạc nhiên bởi kết quả trong các thí nghiệm trên động vật, nơi dương vật lấy lại cương cứng bình thường ngay lập tức", kỹ sư mô Xuetao Shi từ Đại học Công nghệ Nam Trung Quốc cho biết.

Khoảng một nửa số người có dương vật trải qua một số dạng rối loạn cương dương trong độ tuổi từ 40 đến 70. Một số người trải qua bệnh Peyronie, nơi các mô sẹo từ các vết thương trong quá khứ gây đau đớn và gián đoạn chức năng.

Điều này thường được điều trị bằng cách ghép các mô từ các bộ phận khác của cơ thể bệnh nhân vào dương vật để thay thế vùng bị tổn thương. Nhưng hệ thống miễn dịch của chúng ta rất giỏi trong việc từ chối chèn các vật liệu sinh học, và thậm chí ghép thành công cũng có thể dẫn đến các vấn đề như rút ngắn dương vật vì sự khác biệt giữa các loại mô.

Vì vậy, kỹ sư mô của Đại học Công nghệ Nam Trung Quốc Muyuan Chai và các đồng nghiệp đã chuyển sang sử dụng mô tổng hợp như một giải pháp thay thế tiềm năng.

Các mô cương dương của động vật có vú xốp được gấp lại bởi các sợi collagen lượn sóng (với một chút elastin) xếp chồng lên nhau song song, được gọi là tunica albuginea (TA). Khi các mô xốp phồng lên theo máu, những sợi này cho phép có thêm chỗ trong khi vẫn giữ mọi thứ lại với nhau bằng cách duỗi thẳng ra ngoài.

Khi các sợi TA đạt đến chiều dài đầy đủ của chúng và sau đó kéo dài, chúng cũng tạo ra sự vững chắc, hoạt động như một bộ xương thủy tĩnh kiểm soát và hạn chế sự thay đổi hình dạng và chống lại biến dạng bên ngoài.

Các nhà nghiên cứu đã xây dựng một mô phỏng tổng hợp của các sợi này bằng cách thử nghiệm các thành phần khác nhau trên mô hình khinh khí cầu. Họ đã tìm thấy gel rượu polyvinyl đẳng hướng kéo dài và thêm các liên kết chéo để giữ cho các sợi kết quả trong một sự liên kết song song tạo ra sự giãn nở và kéo dài theo hướng giống như TA, tạo ra sự chuyển đổi mềm sang chắc chắn được thấy trong toàn bộ mô cương dương.

Chai và nhóm nghiên cứu gọi việc tạo ra bionic của họ là tunica albuginea nhân tạo (ATA). Nó có thể trải qua các đợt thư giãn và kéo dài theo chu kỳ trong khi chống lại sự mệt mỏi, duy trì sự dẻo dai và chịu được các vết đâm kim trong quá trình khâu vết thương.

Sau đó, họ đã thử nghiệm mô tổng hợp của họ ở lợn bị thương do TA.

"Kết quả một tháng sau khi làm thủ thuật cho thấy nhóm ATA đạt kết quả sửa chữa tốt, mặc dù không hoàn hảo," Shi nói.

Mặc dù ATA không thể khôi phục hoàn toàn cấu trúc phức tạp hoàn chỉnh của mô tự nhiên, vì nó không thay thế chức năng của các mô khác cũng liên quan, như mạch máu, nó vẫn có thể sửa chữa chức năng cương dương bình thường ở lợn sau khi tiêm nước muối, như được thể hiện trong đoạn video do nhóm nghiên cứu quay.

"Công việc của chúng tôi ở giai đoạn này tập trung vào việc sửa chữa một mô duy nhất trong dương vật, và giai đoạn tiếp theo sẽ là xem xét việc sửa chữa khiếm khuyết dương vật tổng thể hoặc xây dựng dương vật nhân tạo từ góc độ toàn diện," Shi giải thích.

Mặc dù vẫn còn một cách để đi trước khi công nghệ như vậy có thể được sử dụng bởi con người, nghiên cứu này làm tăng sự hiểu biết của chúng ta về các vật liệu cứng nhưng thay đổi hình dạng.

Hơn nữa, "cách tiếp cận thiết kế này không chỉ giới hạn ở thiết kế sinh học của các mô tunica albuginea mà có thể được mở rộng sang nhiều mô chịu lực khác," Shi nói.

Điều này là do hầu hết các mô mềm chịu lực đều có chung đặc điểm với tunica albuginea với các sợi được căn chỉnh xoăn của chúng cung cấp các tính chất cơ học cho chức năng của chúng. Các mô như vậy có thể được tìm thấy trong các mạch máu và ruột, giác mạc, bàng quang, gân và tim, vì vậy một chiến lược tương tự cũng có thể được áp dụng để giúp sửa chữa chúng.

Nghiên cứu này đã được công bố trên Matter.