Bagaimana percetakan 3D membolehkan para saintis menumbuhkan rambut manusia baru
Penyelidik dari Universiti Columbia telah menemui cara menggunakan teknologi percetakan 3D untuk mensimulasikan kulit kepala manusia dan dengan itu membolehkan rambut manusia baru tumbuh. Mereka kemudian boleh memindahkan rambut baru ke kulit kepala orang yang mengalami keguguran rambut.
Sebilangan besar orang di seluruh dunia mengalami keguguran dalam satu bentuk atau yang lain, sama ada disebabkan oleh sebab semula jadi atau sebagai kesan sampingan dari terapi perubatan. Dalam banyak kes ini - terutamanya pada individu yang mengalami keguguran rambut semula jadi - prosesnya tidak boleh diterbalikkan.
Kajian menunjukkan bahawa keguguran rambut dapat memberi kesan yang besar pada citra diri dan kualiti hidup wanita dan lelaki, kerana kebanyakan budaya sangat mementingkan rambut semula jadi.
Walaupun begitu, pilihan rawatan untuk orang yang mengalami keguguran rambut dapat diatasi, dan beberapa individu mungkin memerlukan intervensi yang lebih disasarkan, seperti pemindahan rambut.
Prosedur ini melibatkan pemindahan folikel rambut dari satu bahagian badan seseorang ke bahagian lain. Walau bagaimanapun, pilihan baru dan lebih mampan untuk pertumbuhan semula rambut kini berada di kaki langit.
Beberapa penyelidikan baru-baru ini telah memfokuskan pada penggunaan sel induk untuk tumbuh rambut manusia yang baru dan semula jadi, tetapi eksperimen tersebut bergantung pada penggunaan kulit tikus sebagai "tanah tanam" untuk sel-sel ini.
Kini, buat pertama kalinya, sekumpulan penyelidik dari Pusat Perubatan Universiti Columbia di New York, NY, telah merancang kaedah untuk menumbuhkan rambut manusia baru. Daripada bergantung pada kulit, mereka menggunakan kaedah mencetak 3D.
Para penyelidik menjelaskan bahawa percubaan mereka yang berjaya adalah yang pertama dalam lebih daripada satu cara. Para saintis dapat menumbuhkan bulu tikus dan tikus secara bebas di makmal, tetapi mereka menghadapi masalah untuk mencapai hal yang sama dengan rambut manusia.
"Sel-sel dari tikus dan tikus tumbuh dengan rambut yang cantik. Tetapi, atas sebab yang tidak kita fahami sepenuhnya, sel manusia tahan, ”kata pengarang bersama Angela Christiano, Ph.D.
Menanam 'benih' rambut baru
Christiano dan pasukannya bertanya-tanya adakah mereka dapat merangsang pertumbuhan rambut baru di makmal dengan mewujudkan persekitaran yang serupa dengan sel rambut manusia secara semula jadi.
Percubaan pertama mereka melibatkan penciptaan sfera sel kecil dan menggantungnya di dalam titisan cecair. Kemudian, mereka menanam sfera ini ke dalam tikus untuk melihat apakah rambut akan tumbuh. Para penyelidik tidak berpuas hati dengan pendekatan ini kerana walaupun beberapa sel yang ditanam membentuk rambut baru, yang lain gagal berkembang.
Seterusnya, pasukan memutuskan untuk bereksperimen dengan teknik pencetakan 3D untuk melihat apakah mereka dapat membuat lingkungan mikro yang meniru persekitaran semula jadi folikel rambut manusia. Penyelidik melaporkan proses mereka, serta hasilnya, dalam makalah kajian yang muncul di Komunikasi Alam.
Christiano dan rakan sekerja akhirnya membuat cetakan plastik dengan unjuran sambungan yang lebarnya setengah milimeter.
"Teknik fabrikasi sebelumnya tidak dapat membuat unjuran tipis, jadi karya ini banyak difasilitasi oleh inovasi dalam teknologi percetakan 3D," jelas penulis pertama Hasan Erbil Abaci.
Seterusnya, para penyelidik berjaya membuat kulit manusia tumbuh di sekitar acuan. Mereka meletakkan sel folikel rambut yang mereka kumpulkan dari sukarelawan di dalamnya, menambah sel penghasil keratin di atasnya. Akhirnya, mereka mendorong pertumbuhan dengan menambahkan pelbagai faktor pertumbuhan.
Ujian ini berjaya - tidak lebih dari 3 minggu, sel-sel menghasilkan folikel rambut manusia yang dapat memulakan pertumbuhan rambut.
Para penyelidik menyatakan bahawa proses ini masih belum sempurna. Walaupun begitu, ia berpotensi untuk membentuk sumber rambut semula jadi yang berkelanjutan untuk pemindahan dan memberi rambut kepada mana-mana orang yang memerlukannya.
"Itu [akan memperluas] ketersediaan pemulihan rambut kepada semua pesakit - termasuk 30 juta wanita di Amerika Syarikat yang mengalami penipisan rambut dan lelaki muda yang garis rambutnya masih surut. Pembedahan pemulihan rambut tidak lagi dibatasi oleh jumlah rambut penderma, ”kata Christiano.
Para penyelidik menunjukkan bahawa pertumbuhan rambut manusia dengan cara ini, di makmal, juga dapat membantu dalam penyelidikan farmasi, memberikan lebih banyak kebebasan kepada penyelidik untuk mencari atau menguji ubat pertumbuhan rambut baru.
"Apa yang kami tunjukkan adalah pada dasarnya kami dapat membuat peternakan rambut: jaringan rambut yang berpola dengan betul dan direkayasa sehingga mereka dapat ditransplantasikan kembali ke kulit kepala pesakit yang sama."
Angela Christiano, Ph.D.
Walaupun sebahagian besar penyelidik yang mengambil bahagian dalam kajian ini menyatakan tidak mempunyai minat yang bersaing, Angela Christiano dan Colin Jahoda menyatakan bahawa mereka adalah pengasas Rapunzel Bioscience, sebuah syarikat bioteknologi yang melabur dalam terapi regeneratif untuk rambut dan kulit.
