Pouvoir bionique pour les hommes : le tissu synthétique restaure la fonction érectile chez les porcs

Apr 28, 2023

Par Cell Press27 janvier 2023

Pénis artificiel bionique Manteau blanc. Crédit : Matter/Chai et al.

Des scientifiques ont mis au point un tissu synthétique qui répare les blessures et restaure la fonction érectile normale chez un modèle porcin, dans une étude publiée le 4 janvier dans la revue Matter. Les résultats suggèrent que la tunique artificielle albuginée (ATA), qui imite une gaine fibreuse de tissu nécessaire au maintien des érections, est prometteuse pour réparer les lésions péniennes chez l'homme.

"Nous avions largement prévu les problèmes et les résultats du processus de construction de l'ATA, mais nous avons quand même été surpris par les résultats des expérimentations animales, où le pénis a retrouvé une érection normale immédiatement après l'utilisation de l'ATA", a déclaré Xuetao Shi, chercheur à l'Université du Sud. Université de technologie de Chine à Guangzhou, en Chine, et auteur de l'étude.

"Le plus grand avantage de l'ATA que nous rapportons est qu'il réalise des fonctions similaires aux tissus en imitant la microstructure des tissus naturels", a-t-il ajouté. "Cette approche de conception ne se limite pas à la conception biomimétique des tissus de la tunique albuginée, mais peut être étendue à de nombreux autres tissus porteurs."

Shi a déclaré que les recherches de son équipe se sont récemment tournées vers la production de biomatériaux pour résoudre les problèmes de santé reproductive masculine, notamment la dysfonction érectile, l'infertilité et la maladie de La Peyronie, un trouble du tissu conjonctif qui se produirait à la suite d'une blessure sexuelle. Environ la moitié des hommes âgés de 40 à 70 ans souffriraient d'une forme de dysfonction érectile, tandis qu'environ 5% souffrent de la maladie de Peyronie, dans laquelle du tissu cicatriciel se forme dans la tunique albuginée, provoquant des douleurs et une gamme d'autres effets.

"Nous avons remarqué qu'il s'agit d'un domaine qui a reçu peu d'attention, mais le besoin connexe est énorme", a déclaré Shi.

Le corps spongieux de porc est injecté avec une solution saline normale pour ériger le pénis, et la forme du pénis après l'érection est observée. Crédit : Matter Chai et al.

Alors que de nombreuses études antérieures se sont concentrées sur la réparation de l'urètre, Shi a déclaré que moins de recherches se sont concentrées sur la restauration de la fonction érectile. Et bien que les cliniciens puissent traiter les patients dont le tissu de tunique albuginée est endommagé en fabriquant des patchs à partir d'autres tissus du corps du patient combinés à une matrice extracellulaire, ces patchs présentent des inconvénients. Parfois, le système immunitaire les rejette ou des complications surviennent au niveau du site donneur, et comme leurs microstructures sont différentes de celle de l'albuginée naturelle, il est difficile pour ces patchs de remplacer parfaitement le tissu naturel.

Pour résoudre ce problème, Shi et ses collègues ont développé l'ATA à base d'alcool polyvinylique, qui a une structure de fibres bouclées similaire à celle du tissu naturel. En conséquence, le matériau synthétique a des propriétés biomécaniques qui imitent celles de la tunique albuginée. Les chercheurs ont effectué des expériences en laboratoire pour étudier la toxicité et la compatibilité sanguine du tissu artificiel, car il est conçu pour rester longtemps dans le corps, et ont déterminé qu'il ne devrait pas être nocif pour les autres tissus.

Ensuite, ils ont testé l'ATA sur des cochons miniatures Bama avec des blessures à la tunique albuginée. Les chercheurs ont découvert que les patchs fabriqués à partir du tissu artificiel rétablissaient la fonction érectile de manière à ce qu'elle soit similaire à celle du tissu pénien normal, ce qui suggère que le patch a remplacé avec succès la fonction des tissus naturels. Les chercheurs ont analysé l'effet des patchs ATA après un mois, constatant que bien que le tissu artificiel ne restaure pas la microstructure du tissu naturel environnant, il développait une fibrose comparable à celle du tissu normal et obtenait une érection normale après l'injection de solution saline dans le pénis. .

"Les résultats un mois après la procédure ont montré que le groupe ATA avait obtenu de bons résultats de réparation, mais pas parfaits", a déclaré Shi.

Shi a noté que dans les blessures du pénis, la tunique albuginée n'est généralement pas le seul tissu endommagé. Les nerfs environnants et le corps caverneux, le tissu spongieux qui traverse la tige du pénis, sont également souvent endommagés, ce qui rend les réparations encore plus difficiles.

"Notre travail à ce stade se concentre sur la réparation d'un seul tissu dans le pénis, et la prochaine étape consistera à envisager la réparation de l'ensemble du défaut du pénis ou la construction d'un pénis artificiel dans une perspective holistique", a déclaré Shi.

Il a ajouté que les chercheurs prévoient également d'étudier des techniques pour réparer d'autres tissus, y compris le cœur et la vessie.

Référence : "Crayon artificiel bionique Tunica albuginea" par Muyuan Chai, Zhichen Zhai, Xuemin Liu, Kai Wu, Yingcong He, Serge Ostrovidov, Hongkai Wu, Liming Bian et Xuetao Shi, 4 janvier 2023, Matter. DOI : 10.1016/j.matt .2022.11.032

Ce travail a été soutenu par le programme national clé de recherche et de développement de Chine, la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine, le programme clé de recherche et de développement de Guangzhou, le financement ouvert du laboratoire clé provincial de génie biomédical du Guangdong, le NERC, le programme scientifique et technologique de la province du Guangdong. , Guangdong Basic and Applied Basic Research Foundation Outstanding Youth Project, Science and Technology Program of Guangzhou, Hong Kong ITC et Hong Kong Research Grant Council.