Як 3D-друк дозволяє вченим вирощувати нові людські волосся
Дослідники з Колумбійського університету знайшли спосіб використання технології тривимірного друку для моделювання шкіри шкіри голови людини і тим самим дозволяють рости новим людським волоскам. Потім вони можуть пересадити нове волосся на шкіру голови людям, які страждають від випадіння волосся.
Велика кількість людей у всьому світі відчуває випадіння волосся в тій чи іншій формі або через природні причини, або як побічний ефект медичної терапії. У багатьох із цих випадків - особливо у осіб з природним випаданням волосся - процес не є оборотним.
Дослідження показали, що випадіння волосся може суттєво вплинути на самовідчуття та якість життя як жінок, так і чоловіків, оскільки більшість культур приділяє велике значення природним волоссю.
Незважаючи на це, варіанти лікування людей з випаданням волосся можуть бути незадовільними, і деякі люди можуть вимагати більш цілеспрямованих втручань, таких як трансплантація волосся.
Ця процедура передбачає трансплантацію волосяних фолікулів з однієї частини тіла людини в іншу. Однак нові та більш стійкі варіанти відростання волосся зараз можуть бути на горизонті.
Деякі нещодавні дослідження були зосереджені на використанні стовбурових клітин для вирощування нових, природних людських волосся, але експерименти спиралися на використання шкіри миші як "місця для посадки" цих клітин.
Зараз група дослідників з Медичного центру Колумбійського університету в Нью-Йорку вперше розробила метод вирощування нового людського волосся. Замість того, щоб покладатися на шкіру, вони використовували методи тривимірного друку.
Дослідники пояснюють, що їх успішний експеримент був першим не лише в одному напрямку. Вчені змогли самостійно вирощувати волоски на щурах та мишах у лабораторії, але вони мали проблеми з досягненням цього з людськими волосками.
“На клітинах щурів та мишей ростуть гарні волоски. Але з причин, яких ми до кінця не розуміємо, клітини людини стійкі », - каже співавтор Анжела Крістіано, доктор філософії.
Посадка «насіння» нового волосся
Крістіано та команда задалися питанням, чи зможуть вони стимулювати ріст нового волосся в лабораторії, створюючи середовище, подібне до того, яке клітини людського волосся займають природним шляхом.
Їхня перша спроба полягала у створенні дрібноклітинних сфер та суспендуванні їх всередині крапель рідини. Потім вони імплантували ці сфери мишам, щоб побачити, чи буде рости волосся. Дослідники були незадоволені таким підходом, оскільки, хоча деякі імплантовані клітини утворювали нове волосся, інші не розвивались.
Далі команда вирішила поекспериментувати з методами тривимірного друку, щоб перевірити, чи зможуть вони створити мікросередовище, яке більш точно імітує природне середовище фолікулів людського волосся. Слідчі повідомляють про свій процес, а також про свої результати у дослідженні, яке з'являється в Природні комунікації.
Крістіано та його колеги в підсумку створили пластикові форми з виступаючими розширеннями, які мали ширину в півміліметра.
"Попередні методи виготовлення не могли створити таких тонких проекцій, тому цій роботі значною мірою сприяли інновації в технології 3D-друку", - пояснює перший автор Хасан Ербіль Абаці.
Далі дослідникам вдалося змусити шкіру людини рости навколо цвілі. Вони розмістили клітини волосяного фолікула, які вони зібрали у добровольців, і додали зверху клітини, що виробляють кератин. Нарешті, вони стимулювали ріст, додаючи різні фактори росту.
Цей аналіз був успішним - не більше ніж за 3 тижні клітини генерували волосяні фолікули людини, які змогли почати рости волосся.
Дослідники відзначають, що цей процес ще далекий від досконалості. Тим не менше, він може створити стійке джерело природного волосся для трансплантації та забезпечити волосся будь-якій людині, яка може в цьому потребувати.
«Це [розширить] доступність відновлення волосся для всіх пацієнтів - включаючи 30 мільйонів жінок у Сполучених Штатах, які відчувають витончення волосся, та молодих чоловіків, у яких волосини все ще відступають. Хірургія відновлення волосся більше не буде обмежена кількістю донорських волосків », - говорить Крістіано.
Дослідники зазначають, що вирощування людського волосся таким чином у лабораторії також може бути корисним у фармацевтичних дослідженнях, надаючи слідчим більше свободи у пошуку або тестуванні нових препаратів для росту волосся.
"Те, що ми показали, це те, що ми в основному можемо створити ферму для волосся: сітку з волосків, які правильно намальовані і спроектовані, щоб їх можна було пересадити назад у шкіру голови того самого пацієнта".
Анджела Крістіано, к.е.н.
Хоча більшість дослідників, які брали участь у цьому дослідженні, не заявляли про жодні конкуруючі інтереси, Анджела Крістіано та Колін Ягода зазначили, що вони є засновниками Rapunzel Bioscience, біотехнологічної компанії, яка інвестує у відновлювальні терапії волосся та шкіри.
