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3D打印如何让科学家长出新的人类毛发

健康 89xy 1个月前 (09-30) 15次浏览

哥伦比亚大学的研究人员发现了一种使用3D打印技术模拟人类头皮皮肤的方法,从而允许新的人类毛发生长。然后,他们可以将新头发移植到脱发患者的头皮上。

3D打印如何让科学家长出新的人类毛发

一种新的3D打印技术使研究人员能够在实验室器皿中用干细胞长出头发。

世界上许多人都经历过这样或那样的脱发,或者是由于自然原因,或者是药物治疗的副作用。在许多这种情况下——尤其是自然脱发的人——这个过程是不可逆的。

研究表明,脱发对女性和男性的自我形象和生活质量都有显著影响,因为大多数文化都非常重视自然头发。

尽管如此,脱发患者的治疗选择可能是偶然的,有些人可能需要更有针对性的干预,如植发。

这个过程包括将毛囊从人体的一个部位移植到另一个部位。然而,新的和更可持续的头发再生选择现在可能即将出现。

最近的一些研究集中在使用干细胞生长新的、天然的人类毛发,但是这些实验依赖于使用小鼠皮肤作为这些细胞的“种植地”。

现在,纽约哥伦比亚大学医学中心的一组研究人员第一次发明了一种长出新头发的方法。他们不再依赖皮肤,而是使用3D打印方法。

研究人员解释说,他们的成功实验在多个方面都是第一次。科学家们已经能够在实验室里独立地长出老鼠的毛发,但是他们很难用人类的毛发达到同样的效果。

“老鼠的细胞长出美丽的毛发。但是,由于我们不完全理解的原因,人类细胞是有抵抗力的,”合著者安吉拉·克里斯蒂亚诺博士说

种植新头发的“种子”

Christiano和他的团队想知道他们是否能够通过创造一个类似于人类毛细胞自然占据的环境来刺激实验室中新头发的生长。

他们的第一次尝试包括制造小细胞球,并将它们悬浮在液体中。然后,他们将这些球体植入小鼠体内,观察毛发是否会生长。研究人员对这种方法不满意,因为尽管一些植入的细胞形成了新的毛发,但其他的没有形成。

接下来,研究小组决定用3D打印技术进行实验,看看他们能否创造一个更接近模拟人类毛囊自然环境的微环境。研究人员在《自然通讯》上发表的一篇研究论文中报告了他们的过程和结果。

Christiano和他的同事最终创造出了带有半毫米宽的突出延伸部分的塑料模具。

第一作者哈桑·埃尔比勒·阿巴奇解释说:“以前的制造技术无法制造出如此薄的投影,因此3D打印技术的创新极大地促进了这项工作。”

接下来,研究人员设法让人类皮肤在霉菌周围生长。他们将从志愿者身上收集的毛囊细胞放入其中,并在上面添加产生角蛋白的细胞。最后,他们通过加入各种生长因子来刺激生长。

这种检测是成功的——在不到3周的时间里,细胞产生了能够开始生长毛发的人类毛囊。

研究人员指出,这个过程仍然远非完美。然而,它有潜力为移植建立一个可持续的天然毛发来源,并为任何需要的人提供毛发。

“这(将)扩大所有患者的头发修复可用性——包括美国经历头发稀疏的3000万女性和发际线仍在后退的年轻男性。“头发修复手术将不再受捐赠头发数量的限制,”克里斯蒂亚诺说。

研究人员指出,在实验室中以这种方式生长人类毛发也有助于药物研究,让研究人员有更多的自由来寻找或测试新的毛发生长药物。

“我们展示的是,我们基本上可以创建一个毛发农场:一个毛发网格,这些毛发被正确地图案化和工程化,以便它们可以被移植回同一名患者的头皮。”

安吉拉·克里斯蒂亚诺博士

虽然参与这项研究的大多数研究人员都声称没有竞争利益,但安吉拉·克里斯蒂诺和科林·贾赫达明确表示,他们是长发公主生物科学公司的创始人,该公司是一家生物技术公司,投资于头发和皮肤的再生疗法。


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