男性のためのバイオニックパワー：合成組織が豚の勃起機能を回復

Apr 28, 2023

Cell Press 2023 年 1 月 27 日

バイオニック人工ペニス白衣。 クレジット: Matter/Chai et al.

科学者らは、ブタモデルで傷害を修復し、正常な勃起機能を回復する合成組織を開発したと、1月4日に学術誌「Matter」に発表された研究論文で発表された。 この研究結果は、勃起を維持するために必要な組織の線維性鞘を模倣した人工白膜（ATA）が、ヒトの陰茎損傷の修復に有望であることを示唆している。

「私たちはATA構築プロセスの問題点と結果をほぼ予見していましたが、ATA使用直後に陰茎が正常な勃起を回復したという動物実験の結果にはやはり驚きました」と南方研究所の研究者Xuetao Shi氏は語った。中国広州の中国理工大学の教授であり、研究の著者。

「我々が報告するATAの最大の利点は、天然組織の微細構造を模倣することで組織のような機能を実現できることだ」と同氏は付け加えた。 「この設計アプローチは、白膜組織の生体模倣設計に限定されるものではなく、他の多くの負荷に耐える組織に拡張することができます。」

Shi氏は、彼のチームの研究の焦点は最近、勃起不全、不妊症、性的損傷の結果発生すると考えられている結合組織疾患であるペロニー病など、男性の生殖に関する健康問題に対処するための生体材料の生産に移っていると述べた。 報告によると、40歳から70歳までの男性の約半数が何らかの形の勃起不全を経験しており、推定5％が白膜に瘢痕組織が形成され、痛みやその他のさまざまな影響を引き起こすペロニー病に苦しんでいます。

「私たちは、これがあまり注目されていない分野であるにもかかわらず、関連するニーズが非常に大きいことに気づきました」とShi氏は述べました。

ブタ海綿体に生理食塩水を注入して陰茎を勃起させ、勃起後の陰茎の形状を観察します。 クレジット: Matter Chai 他

これまでの研究の多くは尿道の修復に焦点を当ててきたが、勃起機能の回復に焦点を当てた研究は少ないとシー博士は述べた。 また、臨床医は、患者の体内の他の組織と細胞外マトリックスを組み合わせたパッチを作成することで、白膜組織が損傷した患者を治療することができますが、これらのパッチには欠点があります。 場合によっては、免疫系がそれらを拒絶したり、ドナー部位で合併症が発生したりすることがあります。また、それらのパッチの微細構造は天然の白膜の微細構造とは異なるため、これらのパッチが天然の組織を完全に置き換えることは困難です。

この問題に対処するために、Shi らは、自然組織に似たカールした繊維構造を持つポリビニル アルコールをベースにした ATA を開発しました。 その結果、合成材料は白膜の特性を模倣した生体力学特性を備えています。 研究者らは、人工組織は体内に長期間留まるように設計されているため、人工組織の毒性と血液適合性を調査するために室内実験を実施し、他の組織に有害ではないと判断した。

次に、彼らは白膜に損傷を負ったBama ミニチュア豚で ATA をテストしました。 研究者らは、人工組織から作られたパッチが正常な陰茎組織と同様の勃起機能を回復することを発見し、パッチが天然組織の機能をうまく置き換えることを示唆した。 研究者らは1か月後にATAパッチの効果を分析し、人工組織は周囲の天然組織の微細構造を復元しなかったものの、正常組織と同等の線維化を発症し、陰茎に生理食塩水を注入した後は正常な勃起を達成したことを発見した。 。

「手術から1か月後の結果では、ATAグループが完璧ではないものの良好な修復結果を達成したことが示されました」とShi氏は述べた。

Shi氏は、陰茎損傷では通常、白膜だけが損傷を受けるわけではないと指摘した。 周囲の神経や陰茎の幹を通る海綿体組織も損傷を受けることが多く、修復がさらに困難になります。

「現段階での我々の研究は陰茎の単一組織の修復に焦点を当てており、次の段階では陰茎全体の欠損の修復や人工陰茎の構築を総合的な観点から検討することになる」とShi氏は述べた。

同氏は、研究者らは心臓や膀胱など他の組織を修復する技術も研究する予定だと付け加えた。

参考文献: Muyuan Chai、Zhichen Zhai、Xuemin Liu、Kai Wu、Yingcong He、Serge Ostrovidov、Hongkai Wu、Liming Bian、Xuetao Shi著「バイオニック人工陰茎白管」、2023年1月4日、Matter.DOI: 10.1016/j.matt .2022.11.032

この研究は、中国国家重点研究開発プログラム、中国国立自然科学財団、広州重点研究開発プログラム、広東省生物医工学重点研究所、NERC、広東省科学技術プログラムの公開資金提供によって支援されました。 、広東省基礎応用基礎研究財団優秀青少年プロジェクト、広州科学技術プログラム、香港ITC、香港研究助成評議会。