Un impianto penieno stampato in 3D ha ripristinato la funzione erettile nei conigli e nei maiali, segnando una prima mondiale. I maiali con danni al tessuto penieno che hanno ricevuto l’intervento chirurgico unico non solo hanno ottenuto erezioni, ma i loro tassi di successo nella produzione di prole sono aumentati dal 25 percento al 100 percento. Il pene ha una delle strutture di rete vascolare più complesse nel corpo umano. Da anni, i ricercatori stanno lavorando su un modello del corpo cavernoso, il tessuto spugnoso del fusto penieno, che potrebbe aiutare coloro che hanno difetti erettili.
Lo studio recente di un team proveniente da Cina, Stati Uniti e Giappone presenta un nuovo modello fisiologico che può riprodurre le erezioni in grandi animali viventi. Per creare il modello, i ricercatori hanno imitato il corpo cavernoso attraverso la creazione di un’impalcatura a base di idrogel, abbastanza forte da resistere alla pressione interna quando la struttura si riempie di sangue. Immagini del modello penieno biomimetico completo con una vista frontale, laterale e una sezione parziale. Il team ha poi seminato l’impalcatura con cellule endoteliali di maiale o coniglio, che sono le principali cellule che rivestono i vasi sanguigni. Le cellule endoteliali (EC) possono creare un “sistema di supporto vitale adattabile” nei tessuti ricchi di vasi, aiutando a ripristinare e migliorare la funzione.
Per testare questa idea nel corpo cavernoso dei maiali Bama e dei conigli della Nuova Zelanda, i ricercatori hanno impiantato l’idrogel e le EC in dozzine di animali con difetti erettili. Alcuni conigli e maiali hanno ricevuto l’impianto penieno artificiale senza EC, ma quelli che hanno ricevuto le EC e l’impianto hanno mostrato una migliore funzione erettile complessiva. Infatti, i loro risultati si sono avvicinati a quelli di un animale senza disfunzione erettile.
“Questi risultati indicano che gli impianti hanno migliorato notevolmente il recupero funzionale, e la combinazione con le EC ha ulteriormente potenziato questo effetto, dimostrando notevoli miglioramenti nella rigenerazione dei tessuti e nel recupero funzionale,” scrivono gli autori. “La fertilità dei gruppi con EC dimostra il recupero della funzione erettile e la capacità di eiaculare, suggerendo il ripristino del tessuto cavernoso nei maschi trattati.”
Le immagini MRI di 4 diversi gruppi di conigli: difetto, impianto, EC + impianto e corpo cavernoso normale. Le aree cicatriziali sono segnate con un cerchio bianco e sono state osservate a 4 e 12 settimane dopo l’impianto. I maiali che hanno ricevuto il modello con EC, ad esempio, hanno mostrato bassi livelli di infiammazione dopo l’intervento chirurgico, e man mano che l’impalcatura di idrogel si degradava nel sito del difetto, si formava progressivamente nuovo tessuto.
Quando i maiali sono stati lasciati accoppiarsi alcune settimane dopo l’intervento, i tassi di gravidanza sono aumentati dal 25 percento nel gruppo con difetto al 75 percento nel gruppo con impianto senza EC. I maiali maschi che hanno ricevuto l’impianto con EC hanno impregnato con successo ogni singola femmina con cui si sono accoppiati. Il nuovo modello penieno potrebbe rivelarsi utile nel futuro trattamento della disfunzione erettile umana e delle malattie che cicatrizzano i tessuti più profondi del pene, causando erezioni dolorose. Potrebbe anche aiutare a informare lo sviluppo di altri organi artificiali ricchi di vasi, come il cuore.
“Attualmente, sviluppare materiali per trapianti che supportino la rigenerazione nervosa e si integrino efficacemente con l’uretra e le reti vascolari dell’ospite rappresenta una grande sfida,” scrivono gli autori. “Questi approcci potrebbero aiutare a superare gli ostacoli attuali nella riparazione di lesioni peniene su larga scala.” Due settimane dopo l’impianto, il modello impiantato ha permesso il recupero di una forma normale del pene nei maiali con difetti del corpo cavernoso durante l’erezione. Alcuni studi suggeriscono che più della metà degli uomini di età compresa tra 40 e 70 anni sperimentano una disfunzione erettile da lieve a moderata che aumenta con l’età, e mentre la condizione è trattabile, non è sempre curabile.
“Questi risultati sottolineano le potenziali applicazioni cliniche del corpo cavernoso biomimetico per il trattamento delle lesioni peniene,” concludono gli autori. “Inoltre, questo studio avanza l’applicazione clinica degli organi di tessuto artificiale stampati in 3D.” Lo studio è stato pubblicato su Nature Biomedical Engineering.