Doku mühendisliği tekniği ile penis büyütme işleminde, vücuttan alınan küçük bir doku parçası özel laboratuvar ortamlarında bir takım işlemlerden geçirilerek çoğaltılır. Çoğaltılan bu doku, scaffold denilen destek dokusu ile birlikte kişinin penisine nakledilir. Bu ile yöntem ile penis, çoğalan doku miktarı kadar kalınlaşır ve uzar.

Doku mühendisliği yöntemi ile penis uzatma ve kalınlaştırma işleminde kullanılan doku, kişinin kendi vücudundan alınan doku olduğu için, bağışıklık sisteminin bu dokuyu kabul etmeme yani ret etme ihtimali yoktur. Bu yöntem ile elde edilen sonuçlar, yağ enjeksiyonu yöntemi kullanılarak elde edilen sonuçlara göre daha kalıcıdır.

Hastanede kalış süresi ortalama 1-2 gündür. İşlem sonrası 7-10 gün pansuman yapılması gerekir. Ameliyattan iki hafta sonra dokuların tam yapışması ve uzamanın gerilememesi için özel aletler ile günde iki kere 10 dakika boyunca vakum işlemi yapılır.
Deneyimlerimize göre doku mühendisliği ile penis uzatma ve kalınlaştırma, penis büyütme ameliyatlarından en başarılısı ve kozmetik açıdan en iyi sonucun alındığı yöntemdir. Bu yöntem ülkemizde de yakın zamanda uygulanmaya başlanmış ve çok iyi sonuçlar elde edilmektedir.

Yapılan bir çalışmada, yaş ortalaması 27 olan 204 erkeğe doku mühendisliği yöntemi ile penis uzatma ve kalınlaştırma işlemi uygulanmıştır. Kullanılacak hücreler, testis torbasından biyopsi ile alınan 1 cc’lik deri dokusundan toplanan fibroblast hücrelerinin, kültür ortamında çoğaltılmasıyla elde edilmiştir. Hastalar ameliyat sonrası 1 ile 5 yıl takip edilmişler ve penis çevresinindeki artışın  1.9 ile 4.1 cm (ortalama 3.15 cm) arasında olduğu gözlenmiştir. Ameliyatın komplikasyonu olarak üç hastada enfeksiyon, iki hastada penis derisinde nekroz ve beş hastada yara yerinde serum toplanması görülmüştür. Bu hastalardaki sıkıntılar uygun tedavi ile giderilmiştir.

Bu çalışmanın sonuçları, doku mühendisliği teknikleri kullanılarak, penisin daha kalın bir hale getirilebileceğini göstermiştir.

Penis kalınlaştırma ve uzatma ameliyatları bu konuda deneyimli üroloji doktorları tarafından gerçekleştirilmektedir.