阴茎损伤常导致海绵体结构的迅速破坏，最终引发勃起功能障碍（ED）。由于受损组织自身的再生能力极为有限，现有药物仅能短暂改善血流动力学，无法逆转器质性结构损伤；而传统手术修复又受限于海绵体复杂的血管网络，难以实现精准重建。

华南理工大学施雪涛教授、王迎军院士与迟安妮研究员团队，用DLP 3D打印技术构建了一种水凝胶基仿生海绵体支架，并负载猪脐带间充质干细胞（MSCs），在猪模型中实现了海绵体结构再生与勃起功能恢复。成果于2026年7月28日发表于《Biomaterials》。

治疗8周后，MSCs功能化支架不仅实现了损伤海绵窦的近乎完全结构再生，在电刺激神经诱导下可恢复至正常勃起形态（持续约60秒）。生育力实验中，治疗组4头雌猪共产下17头仔猪（正常组19头），而缺损组仅产下4头。

3D打印“复制”海绵体微血管网络

团队根据海绵体微血管网络结构，设计并标准化了仿生海绵体模型（图1b）。利用明胶、丙烯酸、PEGDA等组成的打印墨水，通过DLP 3D打印构建了含海绵体动脉、海绵窦、窦后静脉及静脉丛的复杂结构（图1e-h）。体外灌注实验证实，以生理勃起血流速率（90 mL/min）灌注时，海绵窦可扩张变形，成功模拟了勃起状态（图1d）。

Figure 1（3D打印仿生海绵体的设计与表征）

体内功能重建：结构再生+勃起恢复+生育力验证

将携带mCherry荧光标记的MSCs接种于肝素涂层支架上（MSCs+组），植入猪海绵体缺损模型。8周后：

• 活体成像仍可检测到mCherry信号，证实MSCs长期存活（图2d）
• 组织学染色显示水凝胶完全降解，海绵窦结构与正常组几乎无差异；而单纯植入组残留未降解水凝胶，缺损组严重纤维化（图2f）
• 电刺激神经诱发的勃起实验中，MSCs+组勃起形态正常且可维持约60秒，缺损组勃起角度小于180°
• 生育力实验：MSCs+组4头雌猪共产下17头仔猪（正常组19头），单纯植入组9头，缺损组仅4头（图2h-i）

Figure 2（体内功能重建）

单细胞测序揭示机制：促血管生成+抗炎+抑制EndMT

术后8周海绵体组织单细胞RNA测序揭示MSCs的三大调控网络（图3）：

1. 促进内皮细胞终末分化与血管生成：MSCs+组中EC9（终末分化内皮细胞）比例显著增加，VEGF信号通路和血管生成相关基因表达显著上调（图3b-c）
2. 减轻内皮细胞炎症反应：与髓系白细胞活化、免疫应答激活和中性粒细胞趋化相关的通路显著下调（图3h-k）
3. 抑制CD4+ T细胞介导的内皮-间质转化（EndMT）：CD4+ T细胞比例显著减少，TGF-β信号交互减弱，EndMT通路显著下调，内皮标志物CD31/CD34表达升高（图5）

Figure 3（单细胞测序机制）

研究意义

第一，首次在大型动物模型中实现了海绵体结构与功能的双重修复。

此前研究多局限于小动物模型，该研究在猪模型中同时验证了结构再生、勃起功能恢复和生育力恢复，临床转化潜力巨大。

第二，单细胞测序揭示了MSCs治疗ED的完整分子机制网络。

从促血管生成、抗炎到抑制EndMT，为后续干细胞疗法的优化提供了清晰的靶点。

第三，为ED治疗提供了根本性的组织工程策略。

从“缓解症状”到“修复结构”，这可能是ED治疗的范式转变。

论文信息：Development and mechanistic investigation of 3D-printed biomimetic corpus cavernosum seeded with MSCs for restoring erectile function in pigs，Biomaterials，2026，DOI: 10.1016/j.biomaterials.2026.124491

总结：

DLP 3D打印仿生海绵体支架+MSCs→猪模型中海绵窦结构近乎完全再生→电刺激勃起持续60秒→生育力接近正常→单细胞测序揭示促血管生成、抗炎、抑制EndMT三重机制。