俄罗斯宇航员太空生物3D打印进展

俄罗斯的生物3D打印公司3D Bioprinting Solutions通过自己设计的太空生物打印机Organ.Aut进行了一系列独特的轨道实验。它是2018年向国际空间站（ISS）发射的世界上第一台空间生物打印机，此后，该设备已用于对多个组织进行生物打印，包括首次使用不断增长的骨骼结构碎片对空间中的骨组织进行3D生物打印。并在零重力下进行高分子量蛋白质结晶实验。

2020年4月16日，南极熊从外媒获悉，空间站站的俄罗斯宇航员正在使用该机器生产小鼠的骨组织，这些样本随后将被送到地球进行仔细检查，并最终作为实验的一部分植入到活体小鼠中。

3D Bioprinting Solutions正在严格按照计划在地球和太空中进行科学研究，而没有任何延误，尽管封锁已使世界上很大一部分人留在家中以避免COVID-19病毒的传播。沿着这些思路，他们还宣布，他们的科学家已经准备了一批新的小容器或比色皿，并按照所有必要的预防措施，于4月初安全地运送到了ISS。此外，4月11日，太空船员报告说，该实验的第一阶段已经完成，并且打印了新的骨组织构造。

一批比色皿准备好交付给国际空间站（图片：3D Bioprinting Solutions）

该计划是在微重力条件下对骨骼组织结构的打印和重结晶进行新的科学实验。该公司声称，它与以前的Organ. Auto的独特性和根本区别在于，太空中打印的骨组织成分随后将被用于移植到地球上的实验动物中。因此，来自3D Bioprinting Solutions的科学家将为太空生物医学迈出根本性的新一步，因为他们准备了世界上首次将太空材料从重结晶的磷酸钙颗粒移植到有骨骼缺陷的实验动物中。

3D Bioprinting Solutions联合创始人兼执行合伙人Yusef Khesuani表示：“即使面对流行病的严峻形势和全面的边境封锁，我们的团队也能够及时为新实验做准备，现在我们很期待能够研究其结果，我们为此感到自豪。"

虽然以前的Organ.Aut会议是对生物器官在太空中进行生物打印的主要证明，但这项新的正在进行的实验旨在展示使用空间生物打印机制造的独特材料进行活体动物和动物移植的可能性。随后用于治疗人类患者。未来，该公司希望这项新技术将使宇航员的骨植入物得到发展，并能够直接在太空飞行期间协助进行移植，尤其是计划中的即将进行的远距离行星际探险。

Organ.Aut 3D生物打印机（图片：3D Bioprinting Solutions）

此外，该公司声称，在飞往火星的载人飞行（预计到2025年将着陆）或未来月球基地的整个潜在人类工作中，宇航员将被长期隔离，在这种情况下，医疗可能会成为问题。因此，他们希望有必要创造一种新的空间生物医学手段，以帮助人体在零重力下形成人体组织，以便他们在生病或受伤时可以将它们移植到宇航员身上。

去年，来自3D Bioprinting Solutions的俄罗斯科学家已经设法在零重力下在太空中生长出骨骼结构的碎片。在航天器上进行的实验过程中，组织样本是用磷酸钙陶瓷制成的，其中装有活细胞，这些目前正在地球上进行全面研究。

这意味着俄罗斯科学家已通过在国际空间站上进行相关实验，接近解决骨骼问题。目前，3D生物打印解决方案专家已经设法解决了使用生物制造技术来处理材料的艰巨任务，其中涉及人工创建生物物体。他们的第一批产品于2019年8月22日向国际空间站发射。在随后的实验中，宇航员使用了Organ.Aut生物打印机，该打印机可对组织结构进行3D组装。

用于太空的Organ.Aut生物打印机（图片：3D Bioprinting Solutions）

该专用设备是为执行世界上第一个打印活体组织的实验而开发的，已于2018年12月3日运抵载人联盟号MS-11航天器，送入了空间站。它在零重力条件下使用磁悬浮技术，因此，该对象不是像传统3D打印机那样分层创建，而是根据对雪球建模的原理完成的。使用这种生产方法，俄罗斯宇航员设法用陶瓷颗粒形成了球形的骨组织碎片。之后，片段开始彼此相互作用，形成稳定的化学键。然后，成骨的活细胞均匀地分布在球体的表面，随后形成了组织工程化的结构。

2019年10月2日，先前描述的样本成功到达地球，并保持了其完整性和特性。目前，科学家们对它们进行了详细的研究，他们确认所得的材料具有很高的生物活性，这将使它们在未来的最短时间内产生骨骼组织。这个新项目是3D Bioprinting Solutions计划的一部分，该计划将继续进行实验以在眼眶中生长组织。特别是，他们计划逐渐使骨骼的形状变得更复杂，使其更接近原始骨骼的生物学特征。

随着Organ.Aut太空漫游的进行，该公司继续进行使用生物材料制造零重力组织的项目，至少到现在，这项新技术将证明太空生物医学可以走多远。该公司的最终目标是实现骨科植入物的生长，以用于宇航员的移植手术，而无需他们返回地球。从这个意义上讲，该公司正在迅速采取行动，采取一切必要的预防措施继续他们的工作，并寻找方法来解决人类最终到达月球或其他行星后从长远来看可能会出现的一些主要问题。看起来似乎很遥远，但是开始着手解决意外情况的潜在解决方案永远不会太早。太空探索可能是人类有史以来最具挑战性的活动。


编译自：3dprint