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改善落发秃顶问题 3D打印技术能够帮得上忙!

哥伦比亚大学欧文医学中心(Columbia University Irving Medical Center)研究人员开发了用于生长新毛囊以防止脱发的组织工程和3D打印方法。研究人员在培养皿和老鼠身上成长培养出人类毛囊,而这些毛囊可用于解决影响数百万美国人的掉发和秃头问题。

用3D打印技术培育人类毛囊的技术说明影片:

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图为在培养皿中培养的毛囊。

根据Medgadget报导,最近在《Nature Communications》上发表的这项研究中,研究人员用3D打印机的独特功能为毛囊生长创造了更自然的微环境。

该团队用3D打印技术制作塑料模具,其长而薄的延伸部分仅0.5公厘宽。研究人员表示,之前的制造技术无法创造如此薄的投影,因此3D打印技术的创新极大地促进了该研究。

老鼠的毛细胞很容易在培养皿发育成成熟毛囊植入小鼠体内。然而,人类毛细胞基本上更难以使用,而且之前无法在培养皿或动物模型中培养。为解决此问题,研究人员研究了植入人类毛囊和皮肤结构的新方法。

他们透过对胶原蛋白和人成纤维母细胞图案化以形成薄凝胶来创建人体皮肤建构体,然后使用具长而窄辐条的3D打印装置,将深而窄的孔图案化成胶原凝胶。之后再将发育成毛囊的树突状祖细胞接种在孔中,并补充生物活性因子混合物以协助它们发育为成熟毛囊。

研究人员藉由将其植入免疫缺陷的裸鼠中来测试皮肤建构体。4~6周后,他们观察建构体的毛发生长,注意到其创造的组织的头发结构类似于人类头发,并且在生物学层面上也有许多相似之处。

该研究首席研究员Angela Christian表示,他们已展示可生成一个发髻,一个正确图案化的头发网格,且能将其移植回同个患者的头皮。这扩大了所有患者的头发修复能力。毛发修复手术将不再受供体毛发数量的限制。

尽管该方法仍需要优化,但以这种方式产生的人工毛囊可为接受毛发修复手术的患者产生无限的新毛囊来源。头发修复手术需将大2,000个毛囊从头部后部转移到前部和顶部。因此通常只有脱发稳定且还有足够头发的男性患者能接受治疗。

这种人工毛囊也能被制药工业用于筛选新的生发剂。目前由于不能在实验室培养皿中培养人类毛囊,因此新发用药物的高通量筛选受限制。目前透过筛选未发现任何药物。唯二被批准用于治疗脱发的Finasteride和Minoxidil最初是作为其它病症的治疗方法进行了研究。

该团队希望培养的头发农场能展开高通量药物筛选,以确定影响头发生长的新途径。


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