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解决中年人的“秃头焦虑”科学家利用 3D 打印制造出人造毛囊

  脱发困扰了很多人。每次洗头、每天早晨睡醒,看着一把一把脱落的头发,再看看自己日益升高的发际线,很多人可能都有了“秃头焦虑”。为此,人们尝试很多方法治疗脱发,比如涂抹生发剂、食用有助于生发的食物,甚至是植发。但这一些方法多数都收效甚微。近期,科学家提出了一种战胜脱发的新方法 —— 利用 3D 打印让人们摆脱“秃头焦虑”。

  脱发可能是由遗传因素、激素变化、健康情况等引起的,也可能是正常衰老的结果,尤其在男性中更为常见。而头部皮肤中的毛囊则是治疗脱发的关键。

  2023 年 10 月,一篇发表于《科学・进展》(Science Advances)中的论文指出,利用 3D 打印技术能打印出人造毛囊,有望治疗脱发症状。

  这项研究是由美国伦斯勒理工学院的一个研究团队在实验室中开展的。团队中的科学家首先让皮肤和毛囊细胞进行分裂和增殖,以获取足够打印“材料”。接下来,科学家再加入蛋白质和其他材料,制成“生物墨水”。利用这些生物墨水,3D 打印机会一层层地构建皮肤,同时制造出生长毛发细胞的通道。逐渐地,打印出真实皮肤中的毛囊结构。

  多能蛋白聚糖(Versican)和碱性磷酸酶(ALP)与真皮中毛囊的再生有关。在这项研究中,科学家在毛囊的底部检测到了多能蛋白聚糖和 ALP,这证明了这种 3D 打印的皮肤组织能够生成具有正常功能毛囊。

  目前,科学家只是利用 3D 打印技术制造出了人造毛囊,还能够实现批量生产。但是,现阶段,这些组织只能存活 2~3 周,还不足以长出完全成熟的毛干。如果想要利用 3D 打印的毛囊治疗脱发的症状,科学家还需开展更多的研究。

  除了 3D 打印毛囊缓解“秃头焦虑”,科学家还想到了利用 3D 打印人体器官用于,治疗器官衰竭晚期患者或是严重器官病变的方案。很多科学家都认为,3D 打印的方案可以“一劳永逸”地处理问题 —— 这一方案将突破现今所面临的全部障碍。

  近年,一些易于制备的人体组织已经被打印出来。2022 年,美国 3DBio Therapeutics 公司提取并扩增了耳部畸形病人的软骨细胞。以这些细胞为基础,制成了生物墨水混合,利用 3D 生物打印机制作出具有健康人耳形态的植入物,并成功完成了移植。

  2023 年,苏黎世联邦理工学院和一家美国初创公司的科学家首次利用全新的激光扫描技术,打印出了由不同聚合物为材料制造成的带有骨骼、韧带和肌腱的“人手”。

  但是,利用 3D 打印人体器官也不是尽善尽美的。除了在打印过程中会造成器官损伤,3D 打印人体器官还容易受重力的影响。为此,有科学家提出,可以在近地轨道的微重力环境进行打印。2023 年,美国 Redwire Space 公司在国际空间站,利用 3D 生物制造设施,打印了人体膝关节半月板,并把它带回地球进行了移植试验。

  伦斯勒大学的化学和生物工程学副教授潘卡吉・卡兰德(Pankaj Karande)博士表示,这项新技术在再生医学和药物测试中具有潜在的应用价值,尽管制作出能够长出头发的人造皮肤移植物还需几年时间。

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