Redwire 在太空中3D打印出人体膝关节半月板

2023年10月13日，南极熊获悉，太空系统制造商Redwire 利用其在国际空间站（ISS）上的3D生物打印机（BFF），成功地在轨道上打印了人体膝盖半月板。

上个月，3D生物打印的半月板搭乘 SpaceX 的 Crew-6 任务返回地面进行进一步分析。据悉，这一成果将改进太空半月板损伤的治疗方法，而半月板损伤是美国军人最常见的损伤之一。

Redwire 公司执行副总裁约翰-维林格（John Vellinger）表示："这是一个开创性的里程碑，对人类健康具有重大意义。成功打印半月板等复杂组织，是向可重复微重力制造、可靠的大规模生物打印迈出的一大步。”

△国际空间站上的 Redwire 生物制造设备

在太空中3D打印膝关节半月板

3D生物打印完成后，半月板在国际空间站上的先进空间实验处理器中培养14天。这是一个全自动的多功能设备，用于在国际空间站上进行一系列生命和物理科学研究以及小批量生产。

美国国家航空航天局宇航员弗兰克-鲁比奥（Frank Rubio）、沃伦-霍伯格（Warren Hoburg）和斯蒂芬-鲍恩（Stephen Bowen）与阿联酋宇航员苏丹-阿尔-内亚迪（Sultan Al Neyadi）一起进行了这项国际空间站任务。

Redwire公司的在轨3D打印能力

Redwire公司去年宣布了向国际空间站发射升级版3D生物打印机的计划，并于2023年2月成功将3D生物打印机安装到轨道上。据报道，在使用对温度敏感的生物墨水进行3D打印时，新型3D生物打印机可提供更强的温度控制。

这是首个能够在太空微重力条件下3D打印人体组织的系统，这套系统能精确放置干细胞，3D 打印出比头发丝宽度小几倍的超细生物墨水层。然后，这些层可以建立起来，形成可存活的结构。

为防止3D生物打印组织坍塌，更新版的3D生物打印机采用了Redwire公司开发的细胞培养系统，可随着时间的推移增强组织强度。这个过程需要 12 到 45 天，最终生产出在重力作用下能自我支撑的组织。展望未来，Redwire 希望这项技术能被用于解决移植患者器官捐献者短缺的问题。   

即将于11月1日执行的SpaceX CRS-29国际空间站再补给任务将把Redwire公司新的微重力研究有效载荷送入轨道。这些有效载荷将用于药物开发和再生医学，包括心脏组织的生物打印实验。

△宇航员克里斯蒂娜-科赫在国际空间站上操作 3D 生物打印机

基于国际空间站的3D打印

近年来，国际空间站上的增材制造技术日益受到关注，学术研究人员和商业企业都在寻求在微重力条件下测试新的3D打印技术。

今年早些时候，五家比利时公司和研究中心宣布将合作向国际空间站发送3D打印的 "芯片心脏"，作为AstroCardia项目的一部分。

3D生物打印人工心脏和循环系统将于 2025 年送入轨道，由太空应用服务公司、SCK CEN、QbD 集团、BIO INX 和 Antleron 共同开发。研究人员希望该项目能让科学家们更好地研究心脏的衰老过程，因为心脏器官在零重力条件下的衰老速度要快 20 倍。

法国工业 3D 打印机制造商 AddUp 去年向国际空间站发射了一台金属 3D 打印机。作为欧洲航天局（ESA）"Metal3D "项目的一部分，AddUp构建了3D打印机的内部结构和机制，专门用于在太空中3D打印金属零件。演示设备打印固定在其框架上的金属丝原料，使其能够在微重力条件下运行。