神奇生發(fā)帽：自發(fā)電治脫發(fā)，效果完勝用藥，臨近商業(yè)化

孫滔

電刺激可以生發(fā)是已經(jīng)被證實(shí)了的，而這頂帽子的神奇之處在于嵌入了能夠利用機(jī)械能發(fā)電的納米貼片，每天佩戴即可生發(fā)。

威斯康星大學(xué)麥迪遜分校王旭東團(tuán)隊(duì)開發(fā)了這款毛發(fā)生長(zhǎng)刺激裝置，該裝置可以通過日常的身體動(dòng)作來發(fā)電，并且該裝置微型化，可以被植入棒球帽中。

9月10日，這項(xiàng)讓“沙漠變綠洲”的研究發(fā)表在著名期刊《ACS 納米》上。

大鼠9天長(zhǎng)出2毫米毛發(fā)

事實(shí)上，脫發(fā)患者有其他選擇。米諾地爾（minoxidil）和非那雄胺（finasteride）就是美國FDA批準(zhǔn)的外用涂液或吞服藥片，當(dāng)然還有植發(fā)手術(shù)。只是米諾地爾并非對(duì)所有人都有效，非那雄胺會(huì)減弱人的性欲，植發(fā)手術(shù)則讓人痛苦且費(fèi)用高昂。

一種非侵入性、非藥物的、便捷的治療手段是人們期望的。溫和的低頻電脈沖刺激皮膚可以讓休眠的毛囊激活，這是一種非侵入性的生物效應(yīng)，可以通過增強(qiáng)鈣離子進(jìn)入跨膜離子通道向毛囊真皮乳頭細(xì)胞流動(dòng)，促進(jìn)線粒體中ATP合成，激活蛋白激酶，刺激蛋白合成和細(xì)胞分裂。

此前的電刺激生發(fā)裝置受到技術(shù)和電池限制，脫發(fā)患者需要每天花費(fèi)數(shù)小時(shí)與笨重的電刺激設(shè)備相伴。王旭東要解決佩戴便捷的困境。王旭東團(tuán)隊(duì)開發(fā)的這個(gè)無線電刺激貼片正是利用輕微的電刺激增強(qiáng)真皮細(xì)胞中的毛發(fā)生長(zhǎng)因子。這款設(shè)備由兩個(gè)模塊組成，其一是有 2 個(gè)摩擦層的發(fā)電機(jī)，其二是提供交流電場(chǎng)的電極。

這頂帽子嵌入了能夠通過機(jī)械能發(fā)電的納米貼片

他們采用了一款納米發(fā)電機(jī)，可以從佩戴者日常運(yùn)動(dòng)中收集能量來發(fā)電。這款貼片僅1毫米厚，由多層不同負(fù)荷的聚合物材料組成。研究人員將貼片附著在大鼠背部，其背部的彎曲和舒展帶動(dòng)貼片摩擦發(fā)電。大鼠試驗(yàn)結(jié)果顯示，微弱電刺激的生發(fā)效果比米諾地爾還要好。在9天時(shí)間里，大鼠背部長(zhǎng)出2毫米毛發(fā)，而同期的米諾地爾試驗(yàn)大鼠只長(zhǎng)出1毫米毛發(fā)。

電刺激貼片的構(gòu)成示意圖

電刺激貼片的使用示意圖

究其機(jī)理，顯微鏡觀察大鼠皮膚發(fā)現(xiàn)，貼片似乎能夠釋放促進(jìn)毛發(fā)生長(zhǎng)的角質(zhì)化細(xì)胞生長(zhǎng)因子和血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子而起作用。這是一款自主激活的裝置，簡(jiǎn)單易用，且由于電脈沖溫和，所以副作用微弱。

王旭東讓自己的父親成為第一個(gè)吃螃蟹的人。他把這個(gè)貼片植入到了一頂棒球帽中，那么貼片的摩擦材料在人的頭皮運(yùn)動(dòng)中會(huì)生電。使用1個(gè)月后，已經(jīng)禿頭數(shù)年的王旭東父親長(zhǎng)出了不少新發(fā)。

這個(gè)裝置只能讓休眠的毛囊激活，而不會(huì)使光禿禿的頭頂重新生發(fā)。王旭東說，這個(gè)帽子只適合剛剛禿頂或頭發(fā)稀疏的人群，如果是已經(jīng)禿頂多年，則不適用。王旭東正在尋求這個(gè)產(chǎn)品原型在臨床進(jìn)行測(cè)試。

粉色框是電刺激貼片處理12 天后的大鼠皮膚，其他框是對(duì)照

專訪王旭東：讓父親先行先試

問：你們?yōu)楹螘?huì)選擇這個(gè)研究方向？

王旭東：十幾年來我一直在做人體機(jī)械能向電能的轉(zhuǎn)換這方面的工作，就是把人體的運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成為電能，然后把它作為電源來帶動(dòng)可植入身體的醫(yī)療器械。數(shù)年前我們認(rèn)識(shí)到，人體很多機(jī)能可以由弱電來控制，比如說細(xì)胞的繁殖或者神經(jīng)刺激。

我們就想，既然能夠通過人體來產(chǎn)生這些電能，我們能不能用它來給人體這些生理過程提供一個(gè)額外的幫助？

那么人體的運(yùn)動(dòng)和身體機(jī)能的調(diào)控就形成了一個(gè)完整的循環(huán)，所以我們做了一系列的工作。比如說我們做了一個(gè)可植入胃部的器械，可以通過胃的運(yùn)動(dòng)來刺激迷走神經(jīng)來提供飽腹感，從而控制進(jìn)食來達(dá)到減肥的效果。還有一個(gè)工作就是通過人體皮膚小的震動(dòng)或移動(dòng)來產(chǎn)生一個(gè)電刺激，從而幫助皮膚傷口的恢復(fù)，那么傷口恢復(fù)的時(shí)間可以從 2 個(gè)星期縮短到 3 天。

頭發(fā)也是皮膚的一部分，這是我們最近的一個(gè)工作。因?yàn)槲覀兌贾离姶碳?duì)于毛囊細(xì)胞吸收養(yǎng)分有幫助，然后我們就做了這個(gè)實(shí)驗(yàn)以后，發(fā)現(xiàn)效果很不錯(cuò)。

問：你們?yōu)楹芜x擇摩擦發(fā)電呢？

王旭東：我想說的是，其實(shí)并不一定非得要摩擦發(fā)電，它只不過是我們的一個(gè)選項(xiàng)，也可以用別的方式，比如壓電、電磁等方式來將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，關(guān)鍵是我們?cè)趺窗央妱?shì)控制好，把它用起來。

問：這項(xiàng)工作的基礎(chǔ)包括能夠收集電能的納米發(fā)電機(jī)，這是你們之前的工作基礎(chǔ)嗎？

王旭東：我們一直在做發(fā)電機(jī)這方面的工作。發(fā)電機(jī)本身尺寸是比較小的，關(guān)鍵是我們?cè)趺从靡粋€(gè)合理的設(shè)計(jì)，把人體的比如很隨便的擺動(dòng)變成一個(gè)有規(guī)律的、連續(xù)的電壓信號(hào)，然后把這個(gè)信號(hào)運(yùn)用到頭發(fā)刺激上面。因?yàn)槲覀兊念^部運(yùn)動(dòng)很不規(guī)則，這就需要轉(zhuǎn)變成一個(gè)有規(guī)則的電壓。

問：試驗(yàn)中大鼠頭頸運(yùn)動(dòng)幅度比較大，頻率也比較高，而人的頭頸運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上大鼠，這會(huì)不會(huì)影響發(fā)電效率？

王旭東：如果用到人就需要不同的設(shè)計(jì)，就需要重新設(shè)計(jì)發(fā)電機(jī)，要用一種新的設(shè)計(jì)來把人的頭部運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成為連續(xù)的電信號(hào)來刺激皮膚。我們現(xiàn)在已經(jīng)有這方面的專利了。

問：大鼠 9 天長(zhǎng)出 2 毫米的毛發(fā)，那人的電刺激毛發(fā)生長(zhǎng)速度是不是要慢一些？

王旭東：我們現(xiàn)在還沒有這個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。電信號(hào)能夠幫助毛囊細(xì)胞更多地從外界吸收營養(yǎng)，促進(jìn)生長(zhǎng)因子分泌，所以頭發(fā)毛發(fā)確實(shí)會(huì)長(zhǎng)得快一些，然后毛囊細(xì)胞也會(huì)變得更多一些。

問：你的父親對(duì)這頂帽子的使用體驗(yàn)是怎樣的，有什么直觀的感受？

王旭東：他感覺不到任何不同，因?yàn)檫@個(gè)電場(chǎng)非常小，所以人體根本感受不到什么，就像戴正常的帽子一樣，所以這也是我們這個(gè)設(shè)備的優(yōu)勢(shì)之一。

我父親 70 多歲了，他頭頂已經(jīng)三四年沒有頭發(fā)了，佩戴帽子 一個(gè)月，頭頂中間就長(zhǎng)出來一層新發(fā)，還比較密，大概二三厘米。另外，他從來沒有用過其他生發(fā)治療手段。

問：現(xiàn)在發(fā)表的這個(gè)研究相當(dāng)于一個(gè)產(chǎn)品的原型，如果要轉(zhuǎn)化成商業(yè)化產(chǎn)品，這個(gè)原型還需要做哪些改進(jìn)？

王旭東：要成為一個(gè)能上市的產(chǎn)品，我覺得還是比較快的，其實(shí)它是非常接近實(shí)際產(chǎn)品的。我們現(xiàn)在已經(jīng)做了一頂帽子，就可以直接佩戴，并且確實(shí)有用。

我們下一步準(zhǔn)備申請(qǐng)上人體試驗(yàn)，如果有一定效果，待申請(qǐng)批準(zhǔn)以后，只需要找到合適的廠家，我們就可以把這個(gè)帽子直接進(jìn)入市場(chǎng)。其實(shí)沒有很大的進(jìn)入市場(chǎng)的障礙。

因?yàn)槟芰渴占南到y(tǒng)和電子系統(tǒng)都很成熟了，基本上可以直接應(yīng)用，我們需要進(jìn)行能量產(chǎn)的設(shè)計(jì)即可。

問：FDA（美國食品藥品監(jiān)督管理局）會(huì)對(duì)這類產(chǎn)品有監(jiān)管要求嗎？

王旭東：這個(gè)它不需要 FDA 批準(zhǔn)，因?yàn)樗皇且环N吃進(jìn)去的藥品，也不是侵入式的醫(yī)療器械，相當(dāng)于是一款美容器械，所以只需要對(duì)有效性的一個(gè)證明就可以了。（摘自美《深科技》）（編輯/華生）