人類首次宇宙中再生！俄宇航員在太空中成功3D打印人體組織

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??新智元報道??

來源：space

編輯：小勻

【新智元導讀】3D打印又牛了！在遙遠的國際空間站，居然有宇航員利用磁懸浮裝置成功制造出人類的軟骨?？磥?，對于解決太空環(huán)境帶來的各種生理弊端，我們?nèi)祟愑诌~進了一步。

太空是一個引發(fā)人類好奇心的地方。然而，惡劣的環(huán)境也會讓我們對那里望而卻步。在那里的微重力環(huán)境下，人體組織會遭遇各種不測。例如肌肉萎縮，骨丟失等等……

近日，國際空間站上的一名俄羅斯宇航員，嘗試在太空微重力環(huán)境下進行了人體組織的 3D 打印；并制造出了人類的軟骨。

這項太空3D打印研究的創(chuàng)新點在于，摘掉“拐杖”——微型支架，利用磁懸浮技術(shù)，引導細胞去到該去的地方；從而將它們組裝成更復雜的組織結(jié)構(gòu)。這對宇航員能夠更久地呆在太空，或者想實現(xiàn)太空旅行夢的人來說，都有著積極的意義。

由磁性生物組裝器Bioprinter Organ.Aut和密封比色皿組成的太空實驗科學設(shè)備

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在建筑中，腳手架能夠起到架構(gòu)的作用。同樣，生物組織的生長也需要“支架”。然而，在地球上進行產(chǎn)生人體組織的生物打印機是一回事，但對于宇宙中的國際空間站來說，可幾乎沒有重力讓支架將軟骨細胞聚集在一起。

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為了克服這一障礙，Oleg Kononenko 在定制裝配機內(nèi)部使用了由莫斯科公司3D Bioprinting Solutions開發(fā)的“無支架” 生物組織工程方法，該方法利用磁場代替重力。

使用產(chǎn)生磁場的機器將細胞縫合到組織中

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磁性使研究人員能夠抵消微重力和加速度的影響，從而將軟骨細胞固定在適當?shù)奈恢谩?/span>

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斯坦福大學醫(yī)學院的Utkan Demirci是該「磁懸浮生物組裝」方法的幕后推手，旨在于微重力下構(gòu)建組織。這項技術(shù)使用了兩個彼此靠近的相對磁體，以產(chǎn)生一種將細胞相互推向彼此的力。「電磁波或磁場受到控制，因此我們可以將細胞移動到想要它們進入的地方，以便將它們組裝成更復雜的組織結(jié)構(gòu)。」Demirci說。

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此外，這在地球上可能還會有更多實踐。Demirci認為，「在太空進行的這類研究可能會引來癌癥生物學及交叉感染（如HIV或COVID-19）的有趣發(fā)現(xiàn)。」

但該項研究也面臨著一個挑戰(zhàn)：細胞需要被懸浮在含有釓（Gd）離子的順磁性介質(zhì)中，其所需的離子濃度可能對細胞是具有毒性，還可能產(chǎn)生壓力不均衡等問題。

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這項新技術(shù)可以促進太空再生醫(yī)學的發(fā)展。如果進一步發(fā)展，未來版本可能會幫助機組人員更換人體部位。那么，需要長距離太空旅行的宇航員們就可以利用這個技術(shù)「自力更生」了！

參考鏈接：https://www.space.com/cosmonaut-cartilage-engineering-on-space-station.html

https://advances.sciencemag.org/content/6/29/eaba4174