3D 生物打印机要上国际空间站
2018-12-13 14:12:30    《中国中学生报》

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  3D生物打印技术当前方兴未 艾,研究人员已成功打印出人体皮 肤碎片,但这项技术仍未进入临床 阶段。相比之下,打印器官则是一 项艰巨的任务,因为器官由多种细 胞组成,并与血管和神经交织在 一起。
  
  而像Allevi这样的公司,正努 力迎接这一挑战。该公司近日与太 空制造公司建立了新的合作伙伴 关系,希望能在微重力环境下打印 生物材料甚至器官,届时或能使太 空生物医疗梦想照进现实。
  
  将 3D 生物打印机送入太空
  
  在前往火星的长途航行中, 宇航员可能受到可怕的灼伤,还 会沾染化学物质;在更遥远的未 来,火星殖民者还可能患肝功能衰 竭……如果能打印出一片新皮肤, 或打印出替代器官,这将成为宇航 员生命的“守护神”。但目前,人类 的太空飞行能力和3D生物打印技 术还远远无法实现上述场景。
  
  3D生物打印用是专门的3D打 印机,挤出生物材料和细胞,逐层构建组织。最近,Allevi公 司设计了“零重力”生物挤 出机,能在微重力下打印 生物材料。该公司与已有两 台3D打印机被送上国际空 间站的太空制造公司建立 合作,这是迈向实现上述 科幻医学场景的第一步。
  
  Allevi公司首席执行 官瑞奇·索洛萨诺说:“我们希望 它成为即插即用设备,帮助宇航员 更好地了解生物材料在太空中的 表现。”
  
  为打印出水凝胶等生物材料, 零重力挤出机用一个活塞驱动注射 器。技术的关键是对挤出后将立即 粘在一起的材料进行管理——这些 材料的每一层会与前一层黏合。
  
  两家公司似乎都确信,他们可 以在不久的将来将挤出机送到国 际空间站。索洛萨诺说:“我们在 生物材料方面拥有丰富的经验;而 太空制造公司知道如何将物品送 到太空。”
  
  太空中与地球上将同步实验 并对比结果
  
  一旦零重力挤出机集成到国 际空间站的打印机内,将有几个 更直接的应用。索洛萨诺表示, Allevi公司已经向世界各地的实验 室分发了200多台打印机,希望这 些用户能够提出科学实验,以便在 国际空间站和地球上同时进行实 验并比较结果。
  
  关于生物材料在太空如何表 现,有很多有趣的科学问题。索洛 萨诺说,例如,研究人员可以调查 骨骼如何形成,在缺乏重力时会怎 样,这对于在太空中度过更长时间 的宇航员来说是一个重要问题。
  
  微重力还使生产某些在地球 上无法制造的材料和产品成为可能,这些产品非常有用。太空制造 公司正在国际空间站上试验制造光纤,默克制药公司正在培育可能 对药物输送有用的晶体。
  
  Allevi公司可以说服美国国家 航空航天局(NASA)将挤出机带 到国际空间站,也可以在国际空间 站国家实验室研究人员的要求下 发送。无论哪种方式,零重力挤出 机都必须通过NASA的安全和验 证检查。NASA需要评估所有材料 和系统,以确保它们不会对宇航员 的健康或国际空间站的操作构成 威胁。
 
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  最大的挑战是材料
  
  就目前而言,在太空进行3D生 物打印也面临诸多困难。
  
  太空制造公司总裁兼首席执 行官安德鲁·拉什解释,太空3D打 印需要仔细控制挤出过程,“因为 你不希望液滴飘走;还需要控制机 器的工作温度;此外,微重力环境 缺乏我们在地球上习以为常的对 流,所以很难保持热部件热和冷部 件冷。”
  
  但太空生物打印面临的最大 障碍可能是材料。虽然Allevi公 司将水凝胶等生物材料送到国际 空间站相对容易,但要获得批准 发送填充这些水凝胶支架的人体 细胞,将更加困难。索洛萨诺说: “我们需要弄清楚在国际空间站 上处理细胞的限制是什么。”
  
  晓仪  摘自 科技日报

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