3月16日消息，近日，华南理工大学施雪涛教授、王迎军院士及哥伦比亚大学梁锦荣院士等领导的团队在《自然》杂志子刊《Nature Biomedical Engineering》上发表研究论文，公布了一种3D打印的仿生阴茎海绵体，植入后可恢复自发勃起功能，从而恢复交配、生殖能力。

这项研究展示了3D打印技术在阴茎生理学研究和功能修复领域的突破性进展，支持了进一步开发用于移植的血管化3D打印器官。

阴茎是人体内血管网络结构最为复杂的器官之一，主要由海绵体、尿道海绵体、覆盖它们的白膜三部分组成。

其中，海绵体由众多海绵状腔隙构成，阴茎海绵体动脉贯穿中心。

在勃起过程中，海绵窦扩张并挤压海绵体窦之间的静脉丛和窦后静脉，导致血流受阻，海绵体肿胀充血，这是实现和维持勃起所必需的。

白膜是一种坚韧的白色纤维组织，包裹着整个海绵体，确保勃起时保持正常的形状和硬度。

此次研发的仿生阴茎海绵体基于高强度、高延展性水凝胶，包含一层可限制拉伸的白膜，通过静脉阻塞使其充血。

水凝胶的拉伸强度为1.2 MPa，断裂应变大于1400％，显著优于传统的水凝胶材料，比如GelMA、PEGDA。

研究团队使用数字光处理(DLP) 3D打印，精确构建了海绵体血管网络，模拟静脉闭塞效应。

再引入超高分子量聚乙烯纤维网络，模拟天然白膜的应变限制功能，防止其局部过度膨胀。

仿生海绵体勃起时长度增加45％、直径增加30％，接近生理水平——长度增加44-59％，直径增加26-41％。

在兔子、猪的海绵体缺损模型中，植入3D打印的海绵体，并经过内皮细胞修饰，电刺激海绵体神经可恢复正常的勃起功能，且在植入几周后可恢复自发勃起功能，从而恢复交配和繁殖能力。

在兔模型中，3D打印仿生海绵体植入12周后，显著恢复了阴茎功能，80％的植入雄兔成功使雌兔受孕。

在猪模型中，植入2周后，电刺激神经可诱导正常的勃起形态，8周后实现了显著的组织再生和血管网整合，100％的植入雄猪让雌猪受孕。

这也是首次在大型动物中实现功能性海绵体修复，为阴茎损伤治疗提供了新方案。

猪阴茎海绵体缺损修复模型