Forskere fra Columbia University Irving Medical Center (CUMC), har i en ny studie etablert en metode for å dyrke menneskelig hår i en laboratorieskål ved hjelp av 3d-printing. Dette er angivelig første gangen menneskelige hårsekker har blitt kunstig generert i en laboratorieskål uten behov for implantering i menneskelig hud.

Gjennombruddet, som er aktivert av en 3d-printet form, kunne potensielt åpnet veier for hårgjenoppretting til flere mennesker, samt forbedre de nåværende prosedyrene som farmasøytiske selskaper bruker for å søke etter hårvekstmedikamenter.

Den 3d-printede hårsekkformen. Bilde via Nature Communications.

Studien, med tittelen “Tissue engineering of human hair follicles using a biomimetic development approach”, ble publisert i Nature Communications . Erbil Abaci, PhD, hovedforfatter av denne studien, forklarer betydningen av å bruke 3d-print i deres forskning: –Tidligere fabrikasjonsteknologier har ikke vært i stand til å fremstille slike tynne projeksjoner, så dette arbeidet har i stor grad blitt forenklet av nyvinninger i 3d-printteknologi.

Grensene for voksende menneskehår

Selv om muligheten for kunstig voksende hår har vært etablert i laboratorieforsøk i en årrekke, har det vært begrenset til å gro mus og rottehår. Forskere ville generere hår ved å dyrke celler tatt fra basen av gnagernes hårsekker, men menneskelige celler oppførte seg ikke på samme måte: –Celler fra rotter og mus gror vakre hår, forklarer Dr. Christiano, en spesialist i regenerative terapier for hud- og hårlidelser og medforfatter av studien. –Men av grunner vi ikke helt forstår er menneskelige celler vanskeligere å ha med å gjøre.

For å motvirke resistensen fra de menneskelige hårcellene har Dr. Christiano forsøkt å replikere det 3d-miljøet som normalt er bebodd av dem. Det første forsøket på å utvikle disse forholdene innebar etablering av “cellesfærer” inne i hengende væskedråper. Men da forskerne implanterte disse områdene av menneskelige celler inne i musene, var resultatene ikke konkrete, ettersom noen menneskers celler skapte nytt hår, mens andres ikke gjorde det.

Bruke 3d-print for å forhindre håravfall

Den nye studien demonstrerer en metode som utnyttet den intrikate evnen til 3d-printing for å bidra til å skape et mer naturlig mikromiljø for menneskelig hårsekkvekst, slik at den kunne bli dyrket frem i en laboratorieskål. Nærmere bestemt brukte teamet av CUMC-forskere 3d-printing for å lage plastformer med lange, tynne utvidelser bare en halv millimeter brede: –Vi utnytter den unike muligheten til 3d-printteknologi for å skape strukturer med høye forholdsforhold (lengde / breddeforhold: 100 for menneskelig HFs13), som beskrevet i studiet. Disse forholdene var tidligere ikke mulige med andre fabrikasjonsmetoder, som mykt litografi.

Teamet konstruerte menneskelig hud for å vokse rundt formen, hvorpå menneskelige hårsekkceller ble implantert i brønnene, og toppet av keratinproduserende celler (hovedstrukturen i håret). Videre ble cellene injisert med ingredienser for å stimulere hårveksten, og etter en periode på tre uker oppstod det menneskelige hårsekker som begynte å skape hår.

Ytterligere optimalisering og forfining er nødvendig for metoden, men forskerne hevder at ved bruk av 3d-printing, kan dette føre til en ubegrenset kilde til nye hårsekker for pasienter som gjennomgår en robotisk restaurering av håret. –Det vi har vist er at vi i utgangspunktet kan lage en hårfarm: et hår som er mønstret riktig og konstruert slik at de kan transplanteres tilbake i samme pasients hodebunn, forklarer Dr. Christiano.

Hår restaureringskirurgi krever ofte flytting og overføring av 2000 hårsekker fra baksiden av hodet til forsiden og toppen. Dette er hovedsakelig reservert for mannlige pasienter med stabilisert hårtap på ryggen og sidene, med nok hår til å donere. De fleste kvinner har “diffus” type hårtap, noe som representerer en total tynning i alle områder av hodet, inkludert sidene og ryggen der nødvendig hår måtte ha vært tilgjengelig for donasjon. Studien gir imidlertid en ny metode for å overvinne den begrensede tilgjengeligheten av hårreparasjonskirurgi for kvinner: –Det utvider tilgjengeligheten av hårgjenoppretting for alle pasienter, inkludert kvinnene som opplever hårtynning og unge menn hvis viker stadig trekker seg høyere. Restaurering blir dermed ikke lenger begrenset av antall donorhår, la Dr. Christiano til.

Andre potensielle bruksområder for den konstruerte hårsekken inkluderer utprøving av nye hårvekstmedikamenter, som nå kan testes ut på laboratoriefremstilt menneskelig hår. Så langt har man ikke funnet hårvekstfremmende medikamenter, men man har fortsatt håp!