Πώς η τρισδιάστατη εκτύπωση επιτρέπει στους επιστήμονες να μεγαλώσουν νέες ανθρώπινες τρίχες
Ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Κολούμπια έχουν βρει έναν τρόπο χρήσης της τεχνολογίας τρισδιάστατης εκτύπωσης για την προσομοίωση του δέρματος του ανθρώπινου τριχωτού της κεφαλής και έτσι επιτρέπουν την ανάπτυξη νέων ανθρώπινων τριχών. Στη συνέχεια μπορούν να μεταμοσχεύσουν τα νέα μαλλιά στο τριχωτό της κεφαλής των ατόμων που αντιμετωπίζουν τριχόπτωση.
Ένας μεγάλος αριθμός ανθρώπων σε όλο τον κόσμο αντιμετωπίζουν τριχόπτωση με τη μία ή την άλλη μορφή, είτε λόγω φυσικών αιτιών είτε ως παρενέργειας της ιατρικής θεραπείας. Σε πολλές από αυτές τις περιπτώσεις - ειδικά σε άτομα με φυσική απώλεια μαλλιών - η διαδικασία δεν είναι αναστρέψιμη.
Μελέτες έχουν δείξει ότι η τριχόπτωση μπορεί να έχει σημαντική επίδραση στην εικόνα και την ποιότητα ζωής των γυναικών και των ανδρών, καθώς οι περισσότερες κουλτούρες δίνουν μεγάλη σημασία στα φυσικά μαλλιά.
Παρ 'όλα αυτά, οι επιλογές θεραπείας για άτομα με απώλεια μαλλιών μπορεί να χτυπηθούν, και ορισμένα άτομα μπορεί να απαιτούν πιο στοχευμένες παρεμβάσεις, όπως μεταμόσχευση μαλλιών.
Αυτή η διαδικασία περιλαμβάνει τη μεταμόσχευση τριχοθυλακίων από το ένα μέρος του σώματος ενός ατόμου στο άλλο. Ωστόσο, νέες και πιο βιώσιμες επιλογές για την αναγέννηση των μαλλιών μπορεί τώρα να βρίσκονται στον ορίζοντα.
Κάποια πρόσφατη έρευνα επικεντρώθηκε στη χρήση βλαστικών κυττάρων για την ανάπτυξη νέων, φυσικών ανθρώπινων μαλλιών, αλλά τα πειράματα βασίστηκαν στη χρήση του δέρματος του ποντικιού ως «έδαφος φύτευσης» για αυτά τα κύτταρα.
Τώρα, για πρώτη φορά, μια ομάδα ερευνητών από το Ιατρικό Κέντρο Πανεπιστημίου Columbia στη Νέα Υόρκη, έχει επινοήσει μια μέθοδο ανάπτυξης νέων ανθρώπινων μαλλιών. Αντί να βασίζονται στο δέρμα, χρησιμοποίησαν τρισδιάστατες μεθόδους εκτύπωσης.
Οι ερευνητές εξηγούν ότι το επιτυχημένο πείραμά τους ήταν το πρώτο με περισσότερους από έναν τρόπους. Οι επιστήμονες μπόρεσαν να καλλιεργήσουν τρίχες αρουραίων και ποντικιών ανεξάρτητα στο εργαστήριο, αλλά έχουν πρόβλημα να επιτύχουν το ίδιο με τις ανθρώπινες τρίχες.
«Κύτταρα από αρουραίους και ποντίκια μεγαλώνουν όμορφες τρίχες. Αλλά, για λόγους που δεν καταλαβαίνουμε εντελώς, τα ανθρώπινα κύτταρα είναι ανθεκτικά », λέει η συν-συγγραφέας Angela Christiano, Ph.D.
Φύτευση του «σπόρου» νέων μαλλιών
Ο Christiano και η ομάδα αναρωτήθηκαν αν θα μπορούσαν να διεγείρουν την ανάπτυξη νέων μαλλιών στο εργαστήριο δημιουργώντας ένα περιβάλλον παρόμοιο με αυτό που τα φυσικά ανθρώπινα μαλλιά κυριαρχούν φυσικά.
Η πρώτη τους προσπάθεια περιελάμβανε τη δημιουργία μικρών κυτταρικών σφαιρών και την αναστολή τους μέσα σε σταγόνες υγρού. Στη συνέχεια, εμφύτευσαν αυτές τις σφαίρες σε ποντίκια για να δουν αν θα μεγαλώσουν τα μαλλιά. Οι ερευνητές δεν ήταν ικανοποιημένοι με αυτήν την προσέγγιση επειδή παρόλο που μερικά από τα εμφυτευμένα κύτταρα σχημάτισαν νέα μαλλιά, άλλα απέτυχαν να αναπτυχθούν.
Στη συνέχεια, η ομάδα αποφάσισε να πειραματιστεί με τρισδιάστατες τεχνικές εκτύπωσης για να δει αν θα μπορούσαν να δημιουργήσουν ένα μικροπεριβάλλον που μιμείται το φυσικό περιβάλλον των θυλακίων των ανθρώπινων μαλλιών. Οι ερευνητές αναφέρουν τη διαδικασία τους, καθώς και τα αποτελέσματά τους, σε ένα έγγραφο μελέτης που εμφανίζεται στο Επικοινωνία φύσης.
Ο Christiano και οι συνεργάτες του κατέληξαν στη δημιουργία πλαστικών καλουπιών με προεκτάσεις προεξοχής μήκους μισού χιλιοστού.
«Οι προηγούμενες τεχνικές κατασκευής δεν μπόρεσαν να δημιουργήσουν τόσο λεπτές προβολές, επομένως αυτή η εργασία διευκολύνθηκε σε μεγάλο βαθμό από καινοτομίες στην τεχνολογία 3D εκτύπωσης», εξηγεί ο πρώτος συγγραφέας Hasan Erbil Abaci.
Στη συνέχεια, οι ερευνητές κατάφεραν να κάνουν το ανθρώπινο δέρμα να αναπτυχθεί γύρω από το καλούπι. Έβαλαν κύτταρα τριχοθυλακίων που είχαν συλλέξει από εθελοντές μέσα σε αυτό, προσθέτοντας κύτταρα που παράγουν κερατίνη στην κορυφή. Τέλος, τόνισαν την ανάπτυξη προσθέτοντας διάφορους αυξητικούς παράγοντες.
Αυτός ο προσδιορισμός ήταν επιτυχής - σε όχι περισσότερο από 3 εβδομάδες, τα κύτταρα δημιούργησαν θυλάκια ανθρώπινης τρίχας που ήταν σε θέση να αρχίσουν να μεγαλώνουν τα μαλλιά.
Οι ερευνητές σημειώνουν ότι αυτή η διαδικασία απέχει πολύ από την τέλεια. Παρ 'όλα αυτά, έχει τη δυνατότητα να δημιουργήσει μια βιώσιμη πηγή φυσικών μαλλιών για μεταμοσχεύσεις και να παρέχει τρίχα σε οποιονδήποτε μπορεί να τη χρειαστεί.
«Αυτό [θα διευρύνει] τη διαθεσιμότητα της αποκατάστασης μαλλιών σε όλους τους ασθενείς - συμπεριλαμβανομένων των 30 εκατομμυρίων γυναικών στις Ηνωμένες Πολιτείες που αντιμετωπίζουν αραίωση μαλλιών και νέους άνδρες των οποίων οι γραμμές των μαλλιών υποχωρούν ακόμη. Η χειρουργική επέμβαση αποκατάστασης μαλλιών δεν περιορίζεται πλέον από τον αριθμό των τριχών των δωρητών », λέει ο Christiano.
Οι ερευνητές επισημαίνουν ότι η ανάπτυξη ανθρώπινων μαλλιών με αυτόν τον τρόπο, στο εργαστήριο, θα μπορούσε επίσης να είναι χρήσιμη στη φαρμακευτική έρευνα, δίνοντας στους ερευνητές περισσότερη ελευθερία να αναζητήσουν ή να δοκιμάσουν νέα φάρμακα για την ανάπτυξη των μαλλιών.
"Αυτό που δείξαμε είναι ότι μπορούμε βασικά να δημιουργήσουμε ένα κούρεμα μαλλιών: ένα πλέγμα τρίχας που έχει σωστή σχεδίαση και έχει σχεδιαστεί έτσι ώστε να μπορούν να μεταμοσχευτούν πίσω στο τριχωτό της κεφαλής του ίδιου ασθενούς."
Angela Christiano, Ph.D.
Ενώ οι περισσότεροι από τους ερευνητές που συμμετείχαν σε αυτή τη μελέτη δήλωσαν ότι δεν έχουν ανταγωνιστικά ενδιαφέροντα, η Angela Christiano και ο Colin Jahoda διευκρίνισαν ότι είναι ιδρυτές της Rapunzel Bioscience, μιας εταιρείας βιοτεχνολογίας που επενδύει σε αναγεννητικές θεραπείες για τα μαλλιά και το δέρμα.
