Kaip 3D spausdinimas leidžia mokslininkams auginti naujus žmogaus plaukus
Kolumbijos universiteto mokslininkai rado būdą, kaip naudoti 3D spausdinimo technologiją, imituoti žmogaus galvos odą ir taip leisti augti naujiems žmogaus plaukams. Tada jie gali persodinti naujus plaukus žmonių, patiriančių plaukų slinkimą, galvos odą.
Daugybė žmonių visame pasaulyje patiria vienokį ar kitokį plaukų slinkimą dėl natūralių priežasčių arba dėl šalutinio medicininės terapijos poveikio. Daugeliu šių atvejų - ypač asmenims, turintiems natūralaus plaukų slinkimo - procesas nėra grįžtamas.
Tyrimai parodė, kad plaukų slinkimas gali reikšmingai paveikti tiek moterų, tiek vyrų savęs įvaizdį ir gyvenimo kokybę, nes daugumoje kultūrų natūralūs plaukai turi daug reikšmės.
Nepaisant to, plaukų slinkimo žmonėms gydymo būdai gali būti nepasiekiami, o kai kuriems asmenims gali prireikti tikslingesnių intervencijų, pavyzdžiui, plaukų persodinimo.
Ši procedūra apima plaukų folikulų transplantaciją iš vienos žmogaus kūno dalies į kitą. Tačiau dabar gali atsirasti naujų ir tvaresnių plaukų ataugimo galimybių.
Kai kuriuose naujausiuose tyrimuose pagrindinis dėmesys buvo skiriamas kamieninių ląstelių naudojimui auginant naujus, natūralius žmogaus plaukus, tačiau eksperimentuose buvo remiamasi pelės odos naudojimu kaip šių ląstelių „sodinimo dirva“.
Dabar pirmą kartą mokslininkų komanda iš Kolumbijos universiteto medicinos centro Niujorke, Niujorke, sukūrė naujų žmogaus plaukų auginimo metodą. Užuot pasikliavę oda, jie naudojo 3D spausdinimo metodus.
Mokslininkai paaiškina, kad jų sėkmingas eksperimentas buvo pirmasis ne vienu būdu. Mokslininkams laboratorijoje pavyko savarankiškai auginti žiurkių ir pelių plaukus, tačiau jiems buvo sunku pasiekti tą patį su žmogaus plaukais.
„Žiurkių ir pelių ląstelėse auga gražūs plaukai. Tačiau dėl priežasčių, kurių mes visiškai nesuprantame, žmogaus ląstelės yra atsparios “, - sako bendraautorė, daktarė Angela Christiano.
Naujų plaukų "sėklos" sodinimas
Christiano ir komanda domėjosi, ar jie sugebės paskatinti naujų plaukų augimą laboratorijoje, sukurdami aplinką, panašią į tą, kurią natūraliai užima žmogaus plaukų ląstelės.
Pirmasis jų bandymas buvo sukurti mažų ląstelių sferas ir suspenduoti jas skysčio lašeliuose. Tada jie implantavo šias sferas į peles, norėdami sužinoti, ar plaukai augs. Tyrėjai nebuvo patenkinti tokiu požiūriu, nes nors kai kurios implantuotos ląstelės suformavo naujus plaukus, kitos nesugebėjo išsivystyti.
Toliau komanda nusprendė išbandyti 3D spausdinimo būdus, norėdama sužinoti, ar jie galėtų sukurti mikroaplinką, kuri labiau imituotų natūralią žmogaus plaukų folikulų aplinką. Tyrėjai apie jų procesą ir rezultatus praneša tyrimo dokumente, kuris pasirodo Gamtos komunikacijos.
Christiano ir jo kolegos galiausiai sukūrė plastikines liejimo formas su projekcijomis, kurios buvo pusės milimetro pločio.
„Ankstesnės gamybos technologijos negalėjo sukurti tokių plonų projekcijų, todėl šį darbą labai palengvino 3D spausdinimo technologijos naujovės“, - aiškina pirmasis autorius Hasanas Erbilas Abaci.
Tada mokslininkams pavyko priversti žmogaus odą augti aplink pelėsį. Jie į savo vidų įdėjo plaukų folikulų ląsteles, kurias surinko iš savanorių, ant viršaus pridėdami keratiną gaminančių ląstelių. Galiausiai jie paskatino augimą, įtraukdami įvairius augimo veiksnius.
Šis tyrimas buvo sėkmingas - per ne daugiau kaip 3 savaites ląstelės sukūrė žmogaus plaukų folikulus, kurie galėjo pradėti auginti plaukus.
Tyrėjai pažymi, kad šis procesas dar toli gražu nėra tobulas. Nepaisant to, jis gali sukurti tvarų natūralių plaukų šaltinį transplantacijai ir suteikti plaukus visiems žmonėms, kuriems jų gali prireikti.
„Tai [išplėstų] plaukų atstatymo galimybes visiems pacientams - įskaitant 30 milijonų moterų Jungtinėse Valstijose, kurios slenka plaukus, ir jaunus vyrus, kurių plaukų linijos vis dar mažėja. Plaukų atstatymo operacijos nebebūtų ribojamos donorų plaukų skaičiumi “, - sako Christiano.
Mokslininkai pabrėžia, kad tokiu būdu žmogaus plaukų auginimas laboratorijoje taip pat gali būti naudingas atliekant farmacijos tyrimus, suteikiant tyrėjams daugiau laisvės ieškoti ar išbandyti naujus vaistus nuo plaukų augimo.
"Tai, ką mes parodėme, yra tai, kad iš esmės galime sukurti plaukų fermą: tinkleliu pažymėtų ir sukonstruotų plaukų tinklelį, kad juos būtų galima persodinti atgal į to paties paciento galvos odą".
Angela Christiano, Ph.D.
Nors dauguma šiame tyrime dalyvavusių mokslininkų nedeklaravo konkuruojančių interesų, Angela Christiano ir Colinas Jahoda nurodė, kad jie yra biotechnologijų bendrovės „Rapunzel Bioscience“, investuojančios į plaukų ir odos regeneracinę terapiją, įkūrėjai.
