Capelli 3D, tutti ne parlano

Ogni anno arriva il momento in cui la stampa non specializzata parla all'unisono della scoperta di una (nuova e definitiva) cura per la calvizie. Questa volta si è parlato in questi termini di due notizie simili sui "capelli stampati in 3D" che si sono sovrapposte creando un po' di confusione tra il pubblico. Iniziamo ad approfondire sulla prima, della seconda ne parleremo la prossima volta.

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La prima notizia riguarda uno studio pubblicato lo scorso anno dalla Columbia University che è stato riassunto sul sito dell’Università (insieme a un altro studio della dr.ssa Christiano),  mentre l’altra riguarda un protocollo sviluppato al Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute di La Jolla, in California.

Per coltivare capelli umani servono tre dimensioni

Lo studio della Columbia Un.  sui “capelli stampati in 3D” nasce da un filone di ricerca dell’ultimo decennio in cui si è scoperto che le cellule umane dei follicoli piliferi per poter produrre il fusto dei capelli devono essere coltivate in vitro in un ambiente a tre dimensioni orientando la crescita verso l’alto e l’esterno della cute se impiantate.

Inizialmente si è cercato di coltivare i capelli umani in vitro con sfere di cellule contenute in apposite goccioline liquide, ma queste hanno dato esiti contrastanti, quelli di alcuni soggetti crescevano e quelli di altri non crescevano.

La stampa 3D

In questo studio la stampante 3D è servita giusto per la produzione di alcuni stampini in plastica con diramazioni spesse mezzo millimetro con cui si sono prodotti dei forellini profondi nel collagene arricchito di fibroblasti che ha svolto la funzione della cute nell’ospitare i follicoli in crescita. Sul fondo di questi forellini sono state poste le cellule umane di papilla dermica e sopra di esse i cheratinociti dei topi da laboratorio a fungere da matrice.

capelli
Lo “stampino” realizzato con stampante 3D e il processo di ingegnerizzazione di follicoli di capelli umani

Gli aiuti alla crescita

Con questi primi impianti si è assistito a uno sviluppo del fusto del capelli in uno ogni cinque follicoli, una produzione considerata inefficiente e pertanto si è sperimentato l’effetto di fattori che favorissero la crescita dei capelli. In questi test è risultato decisivo il ruolo del gene Lef-1 che codifica l’omonima proteina e che rende produttivi il 70% dei follicoli coltivati e che ha superato gli attivatori del percorso WNT che sono arrivati quasi al 50%.

Vasi sanguigni per il trapianto

Si è poi constatato che solo con la circolazione sanguigna i follicoli innestati sul dorso dei topi possono sopravvivere e fare crescere capelli. Così nella matrice di gel di collagene, oltre ai fibroblasti, sono state aggiunte cellule endoteliali umane della vena ombelicale che hanno indotto la creazione spontanea di capillari nel derma posizionati vicino ai follicoli. L’innesto, grazie a questi capillari, una volta impiantato nel dorso dei topi, ha sviluppato una propria vascolarizzazione che ha reso possibile l’attività dei follicoli e quindi la crescita dei capelli.

risultato
Il risultato finale dell’innesto sul dorso dei topi glabri

Risultati

Su dieci innesti vascolarizzati sette sono sopravvissuti e quattro di questi hanno dato luogo a follicoli di capelli umani. Questi hanno sviluppato capelli che hanno uno spessore intermedio tra quello dei capelli terminali e quello dei vellus .

Sviluppi

Con questa tecnica si potranno ottenere 5.000 follicoli da solo mezzo cm2 di zona di prelievo, quando attualmente si ottengono circa 2.000 innesti (con in media 4400 capelli) da 100 cm2. Tuttavia i follicoli così coltivati mancano ancora di inserimenti di altri tipi di cellule, come i melanociti per colorare il fusto dei capelli e di una riserva di cellule staminali per effettuare i cicli di rigenerazione e questi interventi necessitano di tecnologia di stampa 3D a maggiore definizione che non è ancora disponibile.

 

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