美国在太空中3D打印人类膝关节半月板

前几天，南极熊报道了中国3D打印上天的新闻，在此次新一代载人飞船上还搭载了一件完全由我国科研团队自主研发的新型装备——“连续纤维增强复合材料太空3D打印装备”，这是我国首次太空3D打印实验，也是国际上第一次在太空中开展连续纤维复合材料的3D打印实验。

与中国的研究方向不同，目前美国、俄罗斯等国家在太空中的3D打印研究主要围绕着3D生物打印方面。2020年5月14日，南极熊获悉，微点胶专家nScrypt和航天公司TechShot已经成功地完成了太空中的功能性3D生物打印实验。他们利用国际空间站上的生物3D打印机（BioFabrication Facility，BFF），在非营利性的日内瓦基金会和美国卫生科学统一服务大学（USU）的帮助下，对人类膝关节半月板进行了3D生物打印，作为4D Bio3计划的一部分。这项突破性的实验是长期计划的一部分，该计划希望有朝一日在微重力的太空中制造出先进的软组织和整个器官。

△宇航员Andrew Morgan在太空中3D打印人类膝关节半月板，图片来源：NASA

△Techshot与nScrypt合作的太空生物3D打印

太空中的3D生物打印

据记载，BFF是世界上第一台能够在太空中制造人体组织的3D打印机。它使用多能干细胞，通过精确地组织几微米宽的生物墨水的细小层，以特定的模式生成有生命力的组织。这些干细胞经过一段时间的培养，分化成所需的人体细胞，最终形成组织培养物。由于地球上的引力相对较强，这在地球上是极难实现的（到目前为止是不可能的）。在地球上，软组织在自身重量的作用下会坍塌，给研究人员留下的是一团乱七八糟的细胞连接的液体。在国际空间站上，地球的引力要弱得多，3D打印的软组织能够保持其形状。

实验的高级研究科学家Joel Gaston博士表示："事实证明，人类软组织（如心脏和其他器官）的制造已经被证明是困难的。"

△Techshot与nScrypt合作的生物3D打印设备

3D打印半月板

据日内瓦基金会统计，半月板损伤是军队中最常见的骨科损伤之一。当膝关节半月板撕裂时，它就会失去减震功能，从而导致关节炎和膝关节疼痛。研究发现，军人的半月板损伤比普通人高10倍，这与军人服役时的剧烈运动有关。通过进一步发展3D打印的半月板研究，研究人员可以用它来帮助驻扎在远离 "祖国 "医疗资源的偏远地区的美国军人。

4D生物项目主任Vincent Ho博士解释说："去年夏天，我们在非洲沙漠高温下进行的第一次试点研究中，成功地3D打印了手术器械、生物活性绷带、解剖学模型和人体半月板组织。在第二项试点研究中，我们预计将在国际空间站的太空中3D生物制造人类半月板，并在的挑战和好处方面吸取宝贵的经验教训。我们未来计划在丛林、水生、北极和高空环境中进行类似的实验。"

军事演习对膝盖来说是很辛苦的，图片来源：The Stone Clinic。

那么，俄罗斯在太空3D打印方面的进展如何呢？请看南极熊此前发布的总结：俄罗斯宇航员太空生物3D打印进展


编译自：3dprintingindustry