Jak 3D tisk umožňuje vědcům pěstovat nové lidské vlasy
Vědci z Kolumbijské univerzity našli způsob, jak pomocí technologie 3D tisku simulovat pokožku hlavy člověka a umožnit tak růst nových lidských chloupků. Poté mohou nové vlasy transplantovat do pokožky hlavy lidí, kteří trpí ztrátou vlasů.
U velkého počtu lidí na celém světě dochází k vypadávání vlasů v té či oné formě, ať už z přirozených příčin, nebo jako vedlejší účinek lékařské terapie. V mnoha z těchto případů - zejména u jedinců s přirozeným vypadáváním vlasů - je proces nevratný.
Studie prokázaly, že vypadávání vlasů může mít významný vliv na sebeobraz a kvalitu života žen i mužů, protože většina kultur klade velký důraz na přírodní vlasy.
Navzdory tomu mohou být možnosti léčby u lidí se ztrátou vlasů hit-and-miss a někteří jedinci mohou vyžadovat cílenější zásahy, jako je transplantace vlasů.
Tento postup zahrnuje transplantaci vlasových folikulů z jedné části těla člověka do druhé. Nyní však mohou být na obzoru nové a udržitelnější možnosti opětovného růstu vlasů.
Některé nedávné výzkumy se zaměřily na použití kmenových buněk k pěstování nových přirozených lidských vlasů, ale experimenty se opíraly o použití myší kůže jako „základny“ pro tyto buňky.
Tým výzkumníků z Lékařského centra Columbia University v New Yorku v NY nyní poprvé vytvořil metodu pěstování nových lidských vlasů. Místo toho, aby se spoléhali na kůži, použili metody 3D tisku.
Vědci vysvětlují, že jejich úspěšný experiment byl první více než jedním způsobem. Vědci dokázali v laboratoři pěstovat vlasy potkanů a myší nezávisle, ale měli potíže s dosažením stejného výsledku u lidských vlasů.
"Z buněk potkanů a myší rostou krásné vlasy." Ale z důvodů, kterým úplně nerozumíme, jsou lidské buňky rezistentní, “říká spoluautorka Angela Christiano, Ph.D.
Zasazování ‚semene 'nových vlasů
Christiano a jeho tým uvažovali, zda by byli schopni stimulovat růst nových vlasů v laboratoři vytvořením prostředí podobného tomu, které přirozeně zabírají lidské vlasové buňky.
Jejich první pokus zahrnoval vytvoření malých buněčných koulí a jejich suspendování uvnitř kapek kapaliny. Poté implantovali tyto koule do myší, aby zjistili, zda vlasy porostou. Vědci nebyli s tímto přístupem spokojeni, protože i když některé z implantovaných buněk vytvořily nové vlasy, jiné se nevyvinuly.
Dále se tým rozhodl experimentovat s technikami 3D tisku, aby zjistil, zda mohou vytvořit mikroprostředí, které užší napodobuje přirozené prostředí lidských vlasových folikulů. Vyšetřovatelé referují o svém postupu a také o výsledcích ve studijní práci, která se objeví v Příroda komunikace.
Christiano a jeho kolegové nakonec vytvořili plastové formy s vyčnívajícími nástavci, které byly široké půl milimetru.
„Předchozí výrobní techniky nedokázaly vytvořit takové tenké projekce, takže tuto práci velmi usnadnily inovace v technologii 3D tisku,“ vysvětluje první autor Hasan Erbil Abaci.
Dále se vědcům podařilo přimět lidskou kůži, aby rostla kolem formy. Umístili do něj buňky vlasových folikulů, které shromáždili od dobrovolníků, a na začátek přidali buňky produkující keratin. Nakonec stimulovali růst přidáním různých růstových faktorů.
Tento test byl úspěšný - za ne více než 3 týdny buňky generovaly lidské vlasové folikuly, které byly schopné začít růst vlasů.
Vědci poznamenávají, že tento proces ještě zdaleka není dokonalý. Přesto má potenciál vytvořit udržitelný zdroj přírodních vlasů pro transplantace a poskytnout vlasy každé osobě, která je může potřebovat.
"To [by rozšířilo] dostupnost obnovy vlasů všem pacientům - včetně 30 milionů žen ve Spojených státech, které trpí řídnutím vlasů, a mladých mužů, jejichž linie vlasů stále ustupují." Operace obnovy vlasů by již nebyla omezena počtem vlasů dárce, “říká Christiano.
Vědci poukazují na to, že pěstování lidských vlasů tímto způsobem v laboratoři by mohlo být užitečné také ve farmaceutickém výzkumu, což by poskytlo vyšetřovatelům větší svobodu při hledání nebo testování nových léků na růst vlasů.
"Ukázali jsme, že můžeme v zásadě vytvořit vlasovou farmu: mřížku chloupků, které jsou správně vzorované a upravené tak, aby mohly být transplantovány zpět do pokožky hlavy stejného pacienta."
Angela Christiano, Ph.D.
Zatímco většina výzkumníků, kteří se zúčastnili této studie, neprohlásili žádné konkurenční zájmy, Angela Christiano a Colin Jahoda upřesnili, že jsou zakladateli biotechnologické společnosti Rapunzel Bioscience, která investuje do regeneračních terapií pro vlasy a pokožku.
