Cách in 3D cho phép các nhà khoa học phát triển sợi tóc mới của con người
Các nhà nghiên cứu từ Đại học Columbia đã tìm ra cách sử dụng công nghệ in 3D để mô phỏng da đầu của con người và do đó cho phép các sợi tóc mới của con người mọc lên. Sau đó, họ có thể cấy tóc mới vào da đầu của những người bị rụng tóc.
Một số lượng lớn người trên thế giới bị rụng tóc ở dạng này hay dạng khác, do nguyên nhân tự nhiên hoặc do tác dụng phụ của liệu pháp y tế. Trong nhiều trường hợp - đặc biệt là ở những người bị rụng tóc tự nhiên - quá trình này không thể đảo ngược.
Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng rụng tóc có thể ảnh hưởng đáng kể đến hình ảnh bản thân và chất lượng cuộc sống của cả phụ nữ và nam giới, vì hầu hết các nền văn hóa đều coi trọng tóc tự nhiên.
Mặc dù vậy, các lựa chọn điều trị cho những người bị rụng tóc có thể bị bỏ lỡ và một số cá nhân có thể yêu cầu các biện pháp can thiệp có mục tiêu hơn, chẳng hạn như cấy tóc.
Quy trình này liên quan đến việc cấy ghép các nang tóc từ bộ phận này sang bộ phận khác của cơ thể một người. Tuy nhiên, các lựa chọn mới và bền vững hơn để tóc mọc lại hiện có thể đang đến gần.
Một số nghiên cứu gần đây đã tập trung vào việc sử dụng tế bào gốc để phát triển tóc mới, tự nhiên của con người, nhưng các thí nghiệm đã dựa vào việc sử dụng da chuột làm “đất trồng” cho những tế bào này.
Giờ đây, lần đầu tiên, một nhóm các nhà nghiên cứu từ Trung tâm Y tế Đại học Columbia ở New York, NY, đã phát minh ra một phương pháp mọc tóc mới của con người. Thay vì dựa vào da, họ đã sử dụng phương pháp in 3D.
Các nhà nghiên cứu giải thích rằng thí nghiệm thành công của họ là lần đầu tiên theo nhiều cách. Các nhà khoa học đã có thể phát triển lông chuột và lông chuột một cách độc lập trong phòng thí nghiệm, nhưng họ gặp khó khăn khi đạt được điều tương tự với lông người.
“Tế bào của chuột cống và chuột nhắt mọc ra những sợi lông rất đẹp. Tuy nhiên, vì những lý do mà chúng tôi không hoàn toàn hiểu, các tế bào của con người có khả năng kháng thuốc, ”đồng tác giả Angela Christiano, Ph.D.
Trồng "hạt giống" của tóc mới
Christiano và nhóm nghiên cứu tự hỏi liệu họ có thể kích thích sự phát triển của tóc mới trong phòng thí nghiệm bằng cách tạo ra một môi trường tương tự như môi trường mà tế bào tóc của con người chiếm giữ một cách tự nhiên hay không.
Lần thử đầu tiên của họ liên quan đến việc tạo ra các quả cầu tế bào nhỏ và treo chúng bên trong các giọt chất lỏng. Sau đó, họ cấy những quả cầu này vào chuột để xem liệu lông có mọc không. Các nhà nghiên cứu không hài lòng với phương pháp này bởi vì mặc dù một số tế bào được cấy ghép đã hình thành tóc mới, những tế bào khác không phát triển được.
Tiếp theo, nhóm nghiên cứu quyết định thử nghiệm kỹ thuật in 3D để xem liệu họ có thể tạo ra một môi trường vi mô mô phỏng môi trường tự nhiên của nang tóc con người gần hơn hay không. Các nhà điều tra báo cáo quá trình của họ, cũng như kết quả của họ, trong một bài báo nghiên cứu xuất hiện trong Nature Communications.
Christiano và các đồng nghiệp đã kết thúc việc tạo ra các khuôn nhựa với phần mở rộng hình chiếu rộng nửa milimét.
Tác giả đầu tiên Hasan Erbil Abaci giải thích: “Các kỹ thuật chế tạo trước đây không thể tạo ra các hình chiếu mỏng như vậy, vì vậy công việc này đã được tạo điều kiện thuận lợi rất nhiều nhờ những đổi mới trong công nghệ in 3D.
Tiếp theo, các nhà nghiên cứu đã tìm cách để da người phát triển xung quanh khuôn. Họ đặt các tế bào nang tóc mà họ thu thập được từ các tình nguyện viên bên trong nó, thêm các tế bào sản xuất keratin lên trên. Cuối cùng, họ kích thích tăng trưởng bằng cách bổ sung các yếu tố tăng trưởng khác nhau.
Thử nghiệm này đã thành công - không quá 3 tuần, các tế bào đã tạo ra các nang tóc của con người có thể bắt đầu mọc tóc.
Các nhà nghiên cứu lưu ý rằng quá trình này vẫn còn lâu mới hoàn hảo. Tuy nhiên, nó có tiềm năng thiết lập một nguồn tóc tự nhiên bền vững để cấy ghép và cung cấp tóc cho bất kỳ người nào có thể cần đến nó.
“Điều đó [sẽ mở rộng] khả năng phục hồi tóc cho tất cả các bệnh nhân - bao gồm 30 triệu phụ nữ ở Hoa Kỳ bị thưa tóc và nam giới trẻ có chân tóc vẫn còn tái tạo. Christiano nói rằng phẫu thuật phục hồi tóc sẽ không còn bị giới hạn bởi số lượng tóc của người hiến tặng.
Các nhà nghiên cứu chỉ ra rằng việc mọc tóc ở người theo cách này, trong phòng thí nghiệm, cũng có thể hữu ích trong nghiên cứu dược phẩm, giúp các nhà điều tra tự do hơn trong việc tìm kiếm hoặc thử nghiệm các loại thuốc mọc tóc mới.
“Những gì chúng tôi đã chứng minh là về cơ bản chúng tôi có thể tạo ra một trang trại tóc: một mạng lưới các sợi tóc được tạo mẫu và thiết kế chính xác để chúng có thể được cấy trở lại da đầu của chính bệnh nhân đó”.
Angela Christiano, Ph.D.
Trong khi hầu hết các nhà nghiên cứu tham gia nghiên cứu này tuyên bố không có lợi ích cạnh tranh, Angela Christiano và Colin Jahoda chỉ rõ rằng họ là người sáng lập Rapunzel Bioscience, một công ty công nghệ sinh học chuyên đầu tư vào các liệu pháp tái tạo cho tóc và da.
