การพิมพ์ 3 มิติช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ปลูกเส้นขนใหม่ได้อย่างไร
นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยโคลัมเบียได้ค้นพบวิธีการใช้เทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติเพื่อจำลองผิวหนังหนังศีรษะของมนุษย์และทำให้เส้นขนของมนุษย์งอกขึ้นมาใหม่ได้ จากนั้นสามารถปลูกผมใหม่ให้กับหนังศีรษะของผู้ที่มีปัญหาผมร่วงได้
ผู้คนจำนวนมากทั่วโลกประสบปัญหาผมร่วงในรูปแบบใดรูปแบบหนึ่งไม่ว่าจะเกิดจากสาเหตุธรรมชาติหรือเป็นผลข้างเคียงของการบำบัดทางการแพทย์ ในหลาย ๆ กรณีเหล่านี้โดยเฉพาะอย่างยิ่งในผู้ที่มีผมร่วงตามธรรมชาติกระบวนการนี้ไม่สามารถย้อนกลับได้
จากการศึกษาพบว่าผมร่วงสามารถส่งผลอย่างมากต่อภาพลักษณ์และคุณภาพชีวิตของทั้งผู้หญิงและผู้ชายเนื่องจากวัฒนธรรมส่วนใหญ่ให้ความสำคัญกับผมตามธรรมชาติเป็นอย่างมาก
อย่างไรก็ตามสิ่งนี้ตัวเลือกการรักษาสำหรับผู้ที่มีผมร่วงอาจเป็นเรื่องที่พลาดไม่ได้และบางคนอาจต้องการการแทรกแซงที่ตรงเป้าหมายมากขึ้นเช่นการปลูกผม
ขั้นตอนนี้เกี่ยวข้องกับการปลูกถ่ายรูขุมขนจากส่วนหนึ่งของร่างกายคนไปยังอีกส่วนหนึ่ง อย่างไรก็ตามตัวเลือกใหม่และยั่งยืนมากขึ้นสำหรับการปลูกผมใหม่อาจอยู่ในขอบฟ้า
งานวิจัยล่าสุดบางชิ้นมุ่งเน้นไปที่การใช้เซลล์ต้นกำเนิดเพื่อปลูกผมใหม่ตามธรรมชาติของมนุษย์ แต่การทดลองดังกล่าวได้อาศัยการใช้ผิวหนังของหนูเป็น "พื้นที่ปลูก" สำหรับเซลล์เหล่านี้
เป็นครั้งแรกที่ทีมนักวิจัยจากศูนย์การแพทย์มหาวิทยาลัยโคลัมเบียในนิวยอร์กนิวยอร์กได้คิดค้นวิธีการปลูกผมใหม่ของมนุษย์ แทนที่จะใช้ผิวหนังพวกเขาใช้วิธีการพิมพ์สามมิติ
นักวิจัยอธิบายว่าการทดลองที่ประสบความสำเร็จของพวกเขาเป็นครั้งแรกในมากกว่าหนึ่งวิธี นักวิทยาศาสตร์สามารถปลูกผมของหนูและหนูได้อย่างอิสระในห้องแล็บ แต่พวกเขาประสบปัญหาในการทำเช่นเดียวกันกับขนของมนุษย์
“ เซลล์จากหนูและหนูมีขนที่สวยงาม แต่ด้วยเหตุผลที่เราไม่เข้าใจทั้งหมดเซลล์ของมนุษย์จึงดื้อยา” Angela Christiano, Ph.D.
ปลูก 'เมล็ดพันธุ์' ของเส้นผมใหม่
คริสติอาโนและทีมงานสงสัยว่าพวกเขาจะสามารถกระตุ้นการเจริญเติบโตของเส้นผมใหม่ในห้องทดลองได้หรือไม่โดยการสร้างสภาพแวดล้อมที่คล้ายคลึงกับที่เซลล์ผมของมนุษย์ครอบครองตามธรรมชาติ
การทดลองครั้งแรกของพวกเขาเกี่ยวข้องกับการสร้างทรงกลมของเซลล์ขนาดเล็กและแขวนไว้ภายในหยดของเหลว จากนั้นพวกเขาฝังทรงกลมเหล่านี้ลงในหนูเพื่อดูว่าผมจะงอกไหม นักวิจัยไม่พอใจกับแนวทางนี้เนื่องจากแม้ว่าเซลล์ที่ปลูกถ่ายบางส่วนจะสร้างเส้นผมใหม่ขึ้นมา แต่เซลล์อื่น ๆ ก็ไม่สามารถพัฒนาได้
จากนั้นทีมงานจึงตัดสินใจทดลองใช้เทคนิคการพิมพ์ 3 มิติเพื่อดูว่าสามารถสร้างสภาพแวดล้อมขนาดเล็กที่เลียนแบบสภาพแวดล้อมตามธรรมชาติของรูขุมขนของมนุษย์ได้อย่างใกล้ชิดมากขึ้นหรือไม่ ผู้วิจัยรายงานกระบวนการของพวกเขาตลอดจนผลลัพธ์ของพวกเขาในเอกสารการศึกษาที่ปรากฏใน การสื่อสารธรรมชาติ.
Christiano และเพื่อนร่วมงานลงเอยด้วยการสร้างแม่พิมพ์พลาสติกที่มีส่วนขยายที่กว้างครึ่งมิลลิเมตร
“ เทคนิคการประดิษฐ์ก่อนหน้านี้ไม่สามารถสร้างเส้นโครงบาง ๆ ได้ดังนั้นงานนี้จึงได้รับการอำนวยความสะดวกอย่างมากจากนวัตกรรมในเทคโนโลยีการพิมพ์ 3 มิติ” Hasan Erbil Abaci ผู้เขียนคนแรกอธิบาย
จากนั้นนักวิจัยพยายามที่จะทำให้ผิวหนังของมนุษย์เติบโตขึ้นรอบ ๆ แม่พิมพ์ พวกเขาวางเซลล์รากผมที่รวบรวมจากอาสาสมัครไว้ข้างในโดยเพิ่มเซลล์ที่สร้างเคราตินไว้ด้านบน ในที่สุดพวกเขากระตุ้นการเติบโตโดยการเพิ่มปัจจัยการเติบโตต่างๆ
การทดสอบนี้ประสบความสำเร็จ - ในเวลาไม่เกิน 3 สัปดาห์เซลล์จะสร้างรูขุมขนของมนุษย์ที่สามารถเริ่มปลูกผมได้
นักวิจัยทราบว่ากระบวนการนี้ยังห่างไกลจากความสมบูรณ์แบบ อย่างไรก็ตามมันมีศักยภาพในการสร้างแหล่งที่มาของเส้นผมตามธรรมชาติที่ยั่งยืนสำหรับการปลูกถ่ายและเพื่อให้เส้นผมแก่บุคคลที่อาจต้องการได้
“ นั่น [จะขยาย] ความพร้อมในการฟื้นฟูเส้นผมให้กับผู้ป่วยทุกคน - รวมถึงผู้หญิง 30 ล้านคนในสหรัฐอเมริกาที่มีปัญหาผมบางและชายหนุ่มที่เส้นผมยังคงร่น การผ่าตัดฟื้นฟูเส้นผมจะไม่ถูก จำกัด ด้วยจำนวนเส้นขนของผู้บริจาคอีกต่อไป” Christiano กล่าว
นักวิจัยชี้ให้เห็นว่าการปลูกผมของมนุษย์ด้วยวิธีนี้ในห้องปฏิบัติการอาจเป็นประโยชน์ในการวิจัยทางเภสัชกรรมทำให้นักวิจัยมีอิสระมากขึ้นในการค้นหาหรือทดสอบยาปลูกผมใหม่ ๆ
“ สิ่งที่เราแสดงให้เห็นก็คือโดยพื้นฐานแล้วเราสามารถสร้างฟาร์มผมได้นั่นคือเส้นขนที่มีลวดลายอย่างถูกต้องและได้รับการออกแบบทางวิศวกรรมเพื่อให้สามารถปลูกถ่ายกลับเข้าไปในหนังศีรษะของคนไข้คนเดิมได้”
Angela Christiano, Ph.D.
ในขณะที่นักวิจัยส่วนใหญ่ที่เข้าร่วมในการศึกษาครั้งนี้ไม่ได้มีส่วนร่วมในการแข่งขัน Angela Christiano และ Colin Jahoda ระบุว่าพวกเขาเป็นผู้ก่อตั้ง Rapunzel Bioscience ซึ่งเป็น บริษัท เทคโนโลยีชีวภาพที่ลงทุนในการบำบัดฟื้นฟูเส้นผมและผิวหนัง
