Hvordan 3D-udskrivning giver forskere mulighed for at dyrke nye menneskehår
Forskere fra Columbia University har fundet en måde at bruge 3D-udskrivningsteknologi til at simulere menneskelig hovedbund og dermed lade nye menneskehår vokse. De kan derefter transplantere det nye hår til hovedbunden hos mennesker, der oplever hårtab.
Et stort antal mennesker over hele verden oplever hårtab i en eller anden form, enten på grund af naturlige årsager eller som en bivirkning af medicinsk behandling. I mange af disse tilfælde - især hos personer med naturligt hårtab - er processen ikke reversibel.
Undersøgelser har vist, at hårtab kan have en væsentlig effekt på både kvinders og mænds selvbillede og livskvalitet, da de fleste kulturer lægger stor vægt på naturligt hår.
På trods af dette kan behandlingsmuligheder for mennesker med hårtab blive ramt og gå glip af, og nogle individer kan kræve mere målrettede indgreb, såsom en hårtransplantation.
Denne procedure involverer transplantation af hårsækkene fra en del af en persons krop til en anden. Imidlertid kan nye og mere bæredygtige muligheder for hårgenvækst nu være i horisonten.
Nogle nylige undersøgelser har fokuseret på at bruge stamceller til at dyrke nyt, naturligt menneskehår, men eksperimenterne har påberåbt sig at bruge museskind som ”plantepladsen” for disse celler.
Nu for første gang har et team af forskere fra Columbia University Medical Center i New York, NY, udtænkt en metode til at dyrke nyt menneskehår. I stedet for at stole på hud brugte de 3D-udskrivningsmetoder.
Forskerne forklarer, at deres vellykkede eksperiment var et første på mere end en måde. Forskere har været i stand til at dyrke rotte- og musehår uafhængigt i laboratoriet, men de har haft problemer med at opnå det samme med menneskehår.
”Celler fra rotter og mus får smukke hår. Men af grunde, som vi ikke helt forstår, er menneskelige celler resistente, ”siger medforfatter Angela Christiano, Ph.D.
Plantning af 'frø' af nyt hår
Christiano og team spekulerede på, om de ville være i stand til at stimulere væksten af nyt hår i laboratoriet ved at skabe et miljø, der ligner det, som menneskelige hårceller naturligt besætter.
Deres første forsøg involverede at skabe små cellekugler og suspendere dem inde i væskedråber. Derefter implanterede de disse kugler i mus for at se om hår ville vokse. Forskerne var utilfredse med denne tilgang, for selv om nogle af de implanterede celler dannede nyt hår, kunne andre ikke udvikle sig.
Derefter besluttede holdet at eksperimentere med 3D-udskrivningsteknikker for at se, om de kunne skabe et mikromiljø, der efterlignede det naturlige miljø af menneskelige hårsækkene nærmere. Efterforskerne rapporterer deres proces såvel som deres resultater i et studieoplæg, der vises i Naturkommunikation.
Christiano og kolleger endte med at skabe plastforme med projicerende udvidelser, der var en halv millimeter brede.
”Tidligere fabrikationsteknikker har ikke været i stand til at skabe sådanne tynde fremskrivninger, så dette arbejde blev i høj grad lettet af innovationer inden for 3D-udskrivningsteknologi,” forklarer første forfatter Hasan Erbil Abaci.
Derefter formåede forskerne at få menneskelig hud til at vokse omkring formen. De placerede hårsækkeceller, som de havde samlet fra frivillige inde i det, og tilføjede keratinproducerende celler ovenpå. Endelig stimulerede de vækst ved at tilføje forskellige vækstfaktorer.
Denne analyse var vellykket - på ikke mere end 3 uger genererede cellerne humane hårsække, der var i stand til at begynde at vokse hår.
Forskerne bemærker, at denne proces stadig er langt fra perfekt. Ikke desto mindre har det potentialet til at etablere en bæredygtig kilde til naturligt hår til transplantationer og give hår til enhver person, der måtte have brug for det.
”Det [ville udvide] tilgængeligheden af hårgenopretning til alle patienter - inklusive de 30 millioner kvinder i USA, der oplever hårfortynding og unge mænd, hvis hårstræk stadig falder. Hårgendannelseskirurgi ville ikke længere være begrænset af antallet af donorhår, ”siger Christiano.
Forskerne påpeger, at voksende menneskehår på denne måde i laboratoriet også kan være nyttigt i farmaceutisk forskning, hvilket giver efterforskere mere frihed til at søge efter eller teste nye hårvækstmedicin.
"Det, vi har vist, er, at vi dybest set kan skabe en hårfarm: et gitter af hår, der er mønstret korrekt og konstrueret, så de kan transplanteres tilbage i den samme patients hovedbund."
Angela Christiano, Ph.D.
Mens de fleste af forskerne, der deltog i denne undersøgelse, erklærede ingen konkurrerende interesser, angav Angela Christiano og Colin Jahoda, at de er grundlæggerne af Rapunzel Bioscience, et bioteknologiselskab, der investerer i regenerative behandlinger til hår og hud.
