Poder biónico para hombres: tejido sintético restaura la función eréctil en cerdos

Apr 28, 2023

Por Cell Press 27 de enero de 2023

Pene artificial biónico Bata blanca. Crédito: Matter/Chai et al.

Los científicos han desarrollado un tejido sintético que repara lesiones y restaura la función eréctil normal en un modelo de cerdo, en un estudio publicado el 4 de enero en la revista Matter. Los hallazgos sugieren que la túnica albugínea artificial (ATA), que imita una vaina fibrosa de tejido necesaria para mantener las erecciones, se muestra prometedora para reparar las lesiones del pene en humanos.

"Anticipamos en gran medida los problemas y los resultados del proceso de construcción de ATA, pero aun así nos sorprendieron los resultados de los experimentos con animales, donde el pene recuperó la erección normal inmediatamente después del uso de ATA", dijo Xuetao Shi, investigador del South Universidad de Tecnología de China en Guangzhou, China, y autor del estudio.

"La mayor ventaja del ATA que informamos es que logra funciones similares a las de un tejido al imitar la microestructura de los tejidos naturales", agregó. "Este enfoque de diseño no se limita al diseño biomimético de los tejidos de la túnica albugínea, sino que puede extenderse a muchos otros tejidos que soportan carga".

Shi dijo que el enfoque de investigación de su equipo se centró recientemente en la producción de biomateriales para abordar problemas en la salud reproductiva masculina, incluida la disfunción eréctil, la infertilidad y la enfermedad de Peyronie, un trastorno del tejido conectivo que se cree que ocurre como resultado de una lesión sexual. Aproximadamente la mitad de los hombres entre las edades de 40 y 70 años experimentan algún tipo de disfunción eréctil, mientras que aproximadamente el 5% sufre de la enfermedad de Peyronie, en la que se forma tejido cicatricial en la túnica albugínea, lo que provoca dolor y una variedad de otros efectos.

"Nos dimos cuenta de que esta es un área que ha recibido poca atención, pero la necesidad relacionada es enorme", dijo Shi.

El cuerpo esponjoso del cerdo se inyecta con solución salina normal para erigir el pene y se observa la forma del pene después de la erección. Crédito: Materia Chai et al.

Si bien muchos estudios anteriores se han centrado en reparar la uretra, Shi dijo que menos investigación se ha centrado en restaurar la función eréctil. Y aunque los médicos pueden tratar pacientes con tejido túnica albugínea dañado haciendo parches de otros tejidos en el cuerpo del paciente combinados con matriz extracelular, estos parches tienen desventajas. En ocasiones el sistema inmunitario los rechaza o se producen complicaciones en la zona donante, y dado que su microestructura es diferente a la de la túnica albugínea natural, es difícil que estos parches sustituyan perfectamente al tejido natural.

Para abordar este problema, Shi y sus colegas desarrollaron ATA basado en alcohol polivinílico, que tiene una estructura de fibra rizada similar a la del tejido natural. Como resultado, el material sintético tiene propiedades biomecánicas que imitan las de la túnica albugínea. Los investigadores realizaron experimentos de laboratorio para investigar la toxicidad y la compatibilidad con la sangre del tejido artificial, ya que está diseñado para permanecer en el cuerpo durante mucho tiempo, y determinaron que no debería ser dañino para otros tejidos.

A continuación, probaron el ATA en cerdos miniatura Bama con lesiones en la túnica albugínea. Los investigadores encontraron que los parches hechos de tejido artificial restauraron la función eréctil de manera similar a la del tejido normal del pene, lo que sugiere que el parche reemplazó con éxito la función de los tejidos naturales. Los investigadores analizaron el efecto de los parches ATA después de un mes y descubrieron que, si bien el tejido artificial no restauró la microestructura del tejido natural circundante, desarrolló una fibrosis comparable a la del tejido normal y logró una erección normal después de inyectar solución salina en el pene. .

"Los resultados un mes después del procedimiento mostraron que el grupo ATA logró buenos resultados de reparación, aunque no perfectos", dijo Shi.

Shi anotó que en las lesiones del pene, la túnica albugínea no suele ser el único tejido dañado. Los nervios circundantes y el cuerpo cavernoso, el tejido esponjoso que recorre el cuerpo del pene, a menudo también se dañan, lo que dificulta aún más las reparaciones.

"Nuestro trabajo en esta etapa se centra en la reparación de un solo tejido en el pene, y la siguiente etapa será considerar la reparación del defecto general del pene o la construcción de un pene artificial desde una perspectiva holística", dijo Shi.

Agregó que los investigadores también planean investigar técnicas para reparar otros tejidos, incluidos el corazón y la vejiga.

Referencia: "Lápiz artificial biónico Tunica albuginea" de Muyuan Chai, Zhichen Zhai, Xuemin Liu, Kai Wu, Yingcong He, Serge Ostrovidov, Hongkai Wu, Liming Bian y Xuetao Shi, 4 de enero de 2023, Materia DOI: 10.1016/j.matt .2022.11.032

Este trabajo fue apoyado por el Programa Nacional Clave de Investigación y Desarrollo de China, la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China, el Programa Clave de Investigación y Desarrollo de Guangzhou, la Financiación Abierta del Laboratorio Provincial Clave de Ingeniería Biomédica de Guangdong, el NERC, el Programa de Ciencia y Tecnología de la Provincia de Guangdong , Fundación de Investigación Básica y Básica Aplicada de Guangdong Proyecto Juvenil Destacado, Programa de Ciencia y Tecnología de Guangzhou, ITC de Hong Kong y Consejo de Becas de Investigación de Hong Kong.