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人类首次宇宙中再生!俄宇航员在太空中成功3D打印人体组织

星之球科技 来源:腾讯网2020-08-04 我要评论(0 )   

随着科技的不断发展,3D打印产品不断问世,从3D打印到3D器官打印,再到3D器官太空打印,从地球走向太空,3D打印也将开启“太空制造”新时代,也同步进行着新一轮的医疗...

随着科技的不断发展,3D打印产品不断问世,从3D打印到3D器官打印,再到3D器官太空打印,从地球走向太空,3D打印也将开启“太空制造”新时代,也同步进行着新一轮的医疗革新。


“再生医学”备受关注,3D打印极具优势

事实上,早在1987年,“再生医学”概念就被提出,且受到全球重视,截至2019年上半年,全球注册再生医学的公司就达933家。再生医学技术与相关行业的蓬勃发展源于背后庞大的需求。

而3D打印技术为包含有多种细胞、生长因子和生物材料的复杂结构组织和器官的制备提供了可能,能够解决传统制造技术的弊端,极大地推动再生医学的发展。同时,3D打印技术具备可重复性和效率高等优势,有着非常大的潜力。

2019年4月,特拉维夫大学的研究员使用患者自己的细胞和生物材料成功“打印”了世界上第一颗2.5厘米的3D血管化心脏。这是全球第一个完整的3D打印心脏,一度引发医学界乃至全球的轰动,这也使生物科学向功能性人体器官打印迈出关键一步。

宇宙首次!俄宇航员在太空中成功3D打印人体组织

太空是一个引发人类好奇心的地方。然而,恶劣的环境也会让我们对那里望而却步。在那里的微重力环境下,人体组织会遭遇各种不测。例如肌肉萎缩,骨丢失等等……

近日,国际空间站上的一名俄罗斯宇航员,尝试在太空微重力环境下进行了人体组织的3D打印,并制造出了人类的软骨。

事实上,传统的人体组织工程再生方法,涉及将细胞播种到具有生物相容性的“支架”上。一旦细胞组织完成了3D器官的自组装,支架材料就可被生物降解掉。然而,在地球上进行3D器官打印是一回事,但对于宇宙中的国际空间站来说,可几乎没有重力让支架将软骨细胞聚集在一起。

为了克服这一障碍,Oleg Kononenko 在定制装配机内部使用了由莫斯科公司3D Bioprinting Solutions开发的“无支架” 生物组织工程方法,该方法利用磁场代替重力,引导细胞去到该去的地方,从而将它们组装成更复杂的组织结构。这对宇航员能够更久地呆在太空,或者对想实现太空旅行梦的人来说,都有着积极的意义。

斯坦福大学医学院的Utkan Demirci是该磁悬浮生物组装方法的幕后推手,旨在于微重力下构建组织。这项技术使用了两个彼此靠近的相对磁体,以产生一种将细胞相互推向彼此的力。“电磁波或磁场受到控制,因此我们可以将细胞移动到想要它们进入的地方,以便将它们组装成更复杂的组织结构。”Demirci说。

此外,这在地球上可能还会有更多实践。Demirci认为,在太空进行的这类研究可能会引来癌症生物学及交叉感染(如HIV或COVID-19)的有趣发现。

但该项研究也面临着一个挑战:细胞需要被悬浮在含有钆(Gd)离子的顺磁性介质中,其所需的离子浓度可能对细胞是具有毒性,还可能产生压力不均衡等问题。而解决这些问题的潜在方法之一,就是借助微重力环境下的悬浮组装,于是我们最终见到了俄罗斯宇航员在国际空间站上开展的这项最新实验。

这项实验的成功促进了太空再生医学的发展,如果进一步深入,未来或许可能帮助机组人员更换人体部位。那么,需要长距离太空旅行的宇航员们就可以利用这个技术“自力更生”了!


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