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　　ED難題：不只是“面子”問題

　　勃起功能障礙（ED, Erectile Dysfunction）指男性在性刺激下無法獲得或維持足夠硬度以完成滿意的性交行為，是全球男性健康領域的重要問題。據統計，全球有超3億男性存在不同程度的ED，隨著年齡增長、代謝疾病增加，這一比例還在上升。

　　目前主流治療手段包括藥物治療（如西地那非，他達拉非等）、注射、負壓裝置、甚至陰莖假體植入等，但都存在不同程度的治療和恢復難題。因此如何在保持功能的同時，做到生物相容性、可植入性和長期有效性，成為ED治療的技術瓶頸。

　　近年來，組織工程學的發展為ED治療提供了新思路。近期，由中國科學家領銜的一項最新研究，發表在Nature子刊上。他們通過3D打印技術，成功制造出仿生陰莖海綿體模型，并在動物實驗中恢復了兔子和豬的勃起功能，甚至讓它們“順利當爹”。這究竟是什么原理？我們來一探究竟。

　　02

　　能“站”的假丁丁，是怎么造出來的？

　　研究團隊設計了一種3D打印的“仿生海綿體模型”（BCC），由高強度、可拉伸、快速固化的水凝膠材料制成，具備類似人體海綿體的微小血管結構——包括動脈、竇隙、回流靜脈等。模型通過“靜脈閉合”機制，在灌注時能實現逼真的勃起與回落狀態。

　　BCC模型圖

　　核心參數方面，這種水凝膠的彈性模量為25.03 kPa，最大拉伸率可超過1400%，在100次循環拉伸測試中仍能保持90%以上的強度恢復力。換句話說，這個假丁丁既能模擬海綿體的柔軟變形，又具備長期耐用性。

　　研究用灌注實驗模擬了“動態勃起”功能，使用含紅細胞的PBS液體模擬血流，在流速達到90 ml/min時，模型能明顯膨脹變粗，實現“勃起”，而減緩流速至10 ml/min時，“陰莖”便逐漸恢復柔軟狀態，且實現了如生理狀態下的流體控制通斷效果。

　　可別小看這個模型，研究者還為它“穿”上了仿生白膜：以超高分子量聚乙烯（UHMWPE）纖維模擬天然膠原纖維，設計成波浪狀結構埋入水凝膠中，在拉伸過程中可自動限制拉伸幅度（模擬真實陰莖只能膨脹到一定程度），避免“爆管”。其拉伸限制區間集中在40–50%應變之間，表現出類似J型應力曲線，與真實陰莖極為吻合。

　　03

　　動物實驗證實：不僅能“站”，還能“傳宗接代”

　　研究團隊將種植了豬/兔血管內皮細胞的3D打印海綿體模型植入兔子與巴馬豬的陰莖內海綿體缺損區。術后12周，在相同神經電刺激下，兔子的海綿體灌注壓與動脈壓比值（ICP/MAP）從手術組的0.27提升至植入組的0.49，聯合細胞植入組更是高達0.675，接近正常水平0.748（P<0.0001）。

　　更神奇的是，這些兔子在術后10周還能實現“傳宗接代”——與母兔交配，并成功誕下后代。而在豬模型中，植入組豬的懷孕率也從25%提升到75%，而聯合內皮細胞組甚至達到了100%！也就是說，科學家不僅復原了“站立”的能力，還重建了“繁衍”的功能，真正實現了“能站、能戰、能傳宗接代”的三連勝。

　　將模型植入兔子海綿體上所造缺損的手術示意圖

　　f為交配實驗步驟的時間安排；g 中（i）是內皮細胞 + 植入組與雌兔進行交配的情況，（ii）為新生的兔寶寶

　　總 結

　　這項研究首次證明，3D打印的仿生器官不僅能模擬生理功能，還能真正恢復生殖能力。

　　當3D打印技術遇上泌尿外科，科學不僅讓“小兄弟”重新站起來，更讓“愛與繁衍”重燃希望。從“不能勃起”到“成功生娃”，這項研究對于數以千萬的ED患者而言，這或許意味著從“藥不能停”到“一勞永逸”的轉變，并且也為組織工程與人工器官的發展樹立了一個令人興奮的新標桿。未來，是否能在臨床上實現“3D打印陰莖移植”？我們拭目以待。

　　參考文獻：

　　Wang Z, Liu X, Ye T, et al. 3D-printed perfused models of the penis for the study of penile physiology and for restoring erectile function in rabbits and pigs. Nat Biomed Eng. Published online March 4, 2025.