3D-печать для выращивания новых человеческих волос

3D-печать для выращивания новых человеческих волос

28 Jun 2019
452
Прослушать

Исследователи из Медицинского центра Ирвинга при Колумбийском университете (США) разработали метод тканевой инженерии и 3D печати для выращивания новых волосяных фолликул и предотвращения выпадения волос. Их работа, недавно опубликованная в журнале Nature Communications, показывает, что они впервые смогли выращивать человеческие волосяные фолликулы в лабораторном сосуде и на мышах. Эти волосяные фолликулы могут быть использованы для решения проблемы истончения волос и облысения, от которого страдают миллионы людей.

Эта технология отчасти связана с последними достижениями в области 3D-печати, которые позволили исследователям создать уникальное устройство. Их принтер имеет удлиненные дополнения шириной полмиллиметра с соотношением сторон 100:1. Предыдущие методы 3D-печати не могли создавать тонкие проекции, которые были крайне важны для создания подобной новой конструкции человеческой кожи.

Волосяные клетки мыши и крысы могут легко превратиться в зрелые волосяные фолликулы с волосами в лабораторном сосуде и при имплантации в мышей. Тем не менее, клетки человеческого волоса были значительно сложнее в работе и ранее не могли быть выращены в сосуде или на животных моделях. Для решения этой проблемы ученые исследовали новые подходы к выращиванию фолликулов человеческого волоса и кожных основ для них.

Исследователи создали подобие человеческой кожи путем формирования из коллагена и фибробластов человека тонкой гелевой пластинки. Затем они использовали 3D-принтер с длинными узкими "спицами" для создания рисунка в виде глубоких узких лунок в коллагеновом геле. Затем дендритные* прогениторные** клетки, которые развиваются в волосяные фолликулы, высеваются в лунки и дополняются коктейлем биоактивных факторов, которые помогают им превращаться в зрелые волосяные фолликулы.

Исследователи протестировали подобные конструкции кожи на животной модели, имплантировав их в иммунодефицитных голых мышей. Через 4-6 недель они наблюдали рост волос из этих участков кожи. Они отметили, что структура волос из их тканей похожа на структуру человеческого волоса, и что на биологическом уровне также существует много сходств.

* Дендритные клетки — это гетерогенная популяция антигенпредставляющих клеток костномозгового происхождения. Морфологически дендритные клетки — крупные клетки (15-20 мкм) круглой, овальной или полигональной формы с эксцентрически расположенным ядром, многочисленными разветвлёнными отростками мембраны.

* * Прогениторные клетки — cтволовые клетки, детерминированные на превращение в определённый тип клеток. Это клетки, которые в отличие от плюрипотентных стволовых клеток уже имеют стойкие биомаркеры, которые позволяют отличить их и их потомство от клеток других типов.