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头发可以作为传感材料!

  • 来源:瑞腾网
  • 2020-08-11 05:55:44

近日,ACS Nano在线刊登了一种帮助生发的微针贴片:东华大学杨光副教授与加州大学洛杉矶分校(UCLA)顾臻教授、中国科学院上海营养与健康研究所张亮研究员合作,将诱导毛囊激活的药物与间充质干细胞(MSC)来源的外泌体装载于微针贴片中联合给药,在动物模型上验证了这种给药策略可有效促进毛发生长。值得一提的是制作该微针的原料是一种角质蛋白,从毛发中提取:潜在实现“取之于发,用之于发”。

研究表明,头发的生长与毛囊的生长有关,并呈现一定的周期性,包括生长期、退行期和静止期三个阶段。同时,该过程的周期性发展主要由毛囊干细胞(hr follicle stem cells,HFSC)来调控。通常情况下,HFSC处于静止状态,但是当需要长出新头发的时候,HFSC能够精准进入激活状态,开启新一轮头发生长周期。反之,如果HFSC不能被有效激活,毛囊的周期性发展被打破,出现生长期缩短,静止期延长的现象,宏观表现就是头发。

研究者们在对HFSC代谢过程的研究发现,当毛囊进入静止期后,HFSC中的乳酸含量开始增加,并诱导HFSC激活和进入新一轮生长周期。基于该调控机制,研究人员确定了小分子药物UK5099能够有效激活HFSC。此外,研究者还发现间充质干细胞(MSC)来源的外泌体能够介导细胞间通讯和调节多种生理或病理反应,如组织修复、血管生长和免疫应答等。但是,目前报道的UK5099给药方式以外涂为主,透皮效率较低。而外泌体多采用皮下注射的方式给药,药物停留时间短,需频繁注射。

使用微针贴片技术能够直接将药物递送至毛囊区域,提高了药物的透皮递送效率,有效降低了药物的使用量。考虑到微针材料的生物相容性和体内可降解性,来源于头发的天然蛋白质——角蛋白被用作微针的基质材料。同时,研究者充分利用角蛋白自身丰富的二硫键,采用二硫键重排策略构建了角蛋白水凝胶微针,实现了药物的缓慢释放,降低了贴片的使用频率。此外,当微针贴片扎入皮肤后,角蛋白水凝胶微针与透明质酸基贴片基底经吸收皮肤渗出液后能够实现“离体”,有助于获得舒适、美观的使用感受。

微针生发贴制作示意图及外观

研究人员通过动物药效实验验证了这种微针贴片促进头发生长的效果。研究结果表明,分别在第1和5天给与剃毛C57BL/6J老鼠2次贴片治疗,仅需6天即有明显的毛发生长。而采用外涂UK5099或皮下注射外泌体,每两天给药一次(单次给药量与单片微针贴片载药量相同),共给药7次,在第15-20天时仅有少量毛发生长。

此外,根据使用者的具体情况,该贴片可方便地调节形状和大小,潜在实现个体化治疗。据悉,团队已申请专利保护,并将进一步在临床前模型上评估该生发贴的安全性并优化有效性。

原文标题:用头发为原料制作微针生发贴

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