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首页 > 资讯中心手持式生物青岛3D打印机原型即将在国际空间站测试
发布时间：2021-12-23
浏览人次：873次
机原型，于 2021 年 12 月 21 日从佛罗里达州的 NASA 肯尼迪航天中心发射后，将前往国际空间站 (ISS)。由德国航空航天中心(DLR)设想的这种便携式设备，被称为生物打印急救(Bioprint FirstAid)，有潜力促进快速使用先前制备的含有病人细胞的生物墨水，在受伤时形成创可贴。这种创新的微重力打O)、月球和火星的长期任务提供了希望，并可能成为地球上的下一件大事。
随着航天机构为更长时间的飞行做准备，在微重力环境下生存至关重要，尤其是对于生活在近距离环境中的宇航员来说，压力和免疫力下降的结合影响了致病微生物的传播。再加上免疫力下降和压力增加，可能会导致太空中的人类生病。此外，微重力环境本身会对身体产生有害影响，包括伤口愈合延迟。因此，太空机构长期以来一直鼓励研究如何在太空中保护宇航员，以改善人类健康。
在德累斯顿工业大学科学家的支持下，由德国航天公司 OHB System 开发、组装和认证的生物3D打印机原型被描述为一种坚固的纯机械（无需电池）手持式生物打印机，由手柄中的计量装置组成，一个打印头、支撑轮和两个 bioink 墨盒。太空中的技术演示将不会使用真正的人体细胞，而是使用荧光微粒。
Bioprint FirstAid 手持式生物打印机（Bioprint FirstAid）可以创建一个组织形成贴片来覆盖伤口并加速愈合过程
当与两种快速固化凝胶结合时，这些微粒会形成一种类似石膏的伤口覆盖物，它将被印在宇航员用箔覆盖的手臂或腿上，然后送回地球进行进一步测试。德国 ESA（欧洲航天局）宇航员马蒂亚斯·莫雷（Matthias Maure）——第一位乘坐龙飞船飞往国际空间站的德国宇航员——将把大部分时间用于科学研究，包括测试生物3D打印机。
在接受国际空间站任务训练时，莫雷试验了生物打印机设备，将材料涂在他的腿上，腿上用箔纸包裹。与太空中的打印样本相比，地球上打印样本的分布模式是研究的重要价值。总体而言，该项目旨在测试打印技术并评估其在空间条件下的适用性，以便未来在地球内外极端栖息地执行任务。
Bioprint FirstAid 为优化生物3D打印材料和工艺提供了研究机会。 NASA 认为基于微重力的 3D 组织模型对于进一步了解实现高度可行和功能性组织必不可少的生物工程和生物制造要求非常重要。在微重力条件下，不存在含有细胞的不同层的压力和活细胞模拟物的潜在沉降效应。此外，可以分析3D打印组织贴片的稳定性和潜在的重力依赖性电解质-膜界面交联过程，以用于未来的应用。
研究人员建议，该原型的生物3D打印过程需要 10 分钟才能获得生物聚合物和交联剂（用作稳定基质）材料的适当交联，然后才能像石膏一样覆盖受影响的区域，并通过促进新皮肤的形成来加速伤口愈合组织。如果研究进展顺利，手持式生物3D打印机的快速伤口治疗技术将非常适合在更长的太空探索任务中快速有效地治愈骨折、皮肤和肌肉损伤。
此外，细胞、组织特异性生物材料和高分辨率3D生物打印的结合可以使科学家们开发新的组织和器官建模技术，以更好地了解组织生成、再生和寿命的生物物理机制。
SpaceX Dragon 补给任务 CRS-24 准备向国际空间站发射科学实验
SpaceX Falcon 9 向国际空间站发射的商业补给服务 (CRS-24) 任务计划于 12 月 22 日凌晨 4:30 左右自动停靠在空间站，并在那里停留约一个月。除了 Bioprint FirstAid 之外，Dragon 还向空间站提供了其他科学实验，包括监测和描述微重力下植物枝条和根部发育的调查、宝洁公司生产的用于太空洗衣的完全可降解洗涤剂，以及学生微重力科学项目。
该手持设备将成为国际空间站的第三个生物3D打印系统，加入俄罗斯的 Organ.Aut 3D 生物打印平台，该平台于 2018 年 12 月成功进入轨道，以及由 nScrypt 和 Techshot（最近被太空巨头 Redwire 收购）开发的 BioFabrication Facility。
更重要的是，这些实验将加入目前在轨道实验室进行的生物学和生物技术、物理科学以及地球和空间科学领域的数百项调查。这些领域的进展将有助于在长期太空旅行中保持宇航员的健康，并通过美国宇航局的阿尔忒弥斯计划展示未来人类和机器人探索超越低地球轨道到月球和火星的技术，第一次载人任务不早于 2025 年。
随着航天机构为更长时间的飞行做准备，在微重力环境下生存至关重要，尤其是对于生活在近距离环境中的宇航员来说，压力和免疫力下降的结合影响了致病微生物的传播。再加上免疫力下降和压力增加，可能会导致太空中的人类生病。此外，微重力环境本身会对身体产生有害影响，包括伤口愈合延迟。因此，太空机构长期以来一直鼓励研究如何在太空中保护宇航员，以改善人类健康。
在德累斯顿工业大学科学家的支持下，由德国航天公司 OHB System 开发、组装和认证的生物3D打印机原型被描述为一种坚固的纯机械（无需电池）手持式生物打印机，由手柄中的计量装置组成，一个打印头、支撑轮和两个 bioink 墨盒。太空中的技术演示将不会使用真正的人体细胞，而是使用荧光微粒。
Bioprint FirstAid 手持式生物打印机（Bioprint FirstAid）可以创建一个组织形成贴片来覆盖伤口并加速愈合过程
当与两种快速固化凝胶结合时，这些微粒会形成一种类似石膏的伤口覆盖物，它将被印在宇航员用箔覆盖的手臂或腿上，然后送回地球进行进一步测试。德国 ESA（欧洲航天局）宇航员马蒂亚斯·莫雷（Matthias Maure）——第一位乘坐龙飞船飞往国际空间站的德国宇航员——将把大部分时间用于科学研究，包括测试生物3D打印机。
在接受国际空间站任务训练时，莫雷试验了生物打印机设备，将材料涂在他的腿上，腿上用箔纸包裹。与太空中的打印样本相比，地球上打印样本的分布模式是研究的重要价值。总体而言，该项目旨在测试打印技术并评估其在空间条件下的适用性，以便未来在地球内外极端栖息地执行任务。
Bioprint FirstAid 为优化生物3D打印材料和工艺提供了研究机会。 NASA 认为基于微重力的 3D 组织模型对于进一步了解实现高度可行和功能性组织必不可少的生物工程和生物制造要求非常重要。在微重力条件下，不存在含有细胞的不同层的压力和活细胞模拟物的潜在沉降效应。此外，可以分析3D打印组织贴片的稳定性和潜在的重力依赖性电解质-膜界面交联过程，以用于未来的应用。
研究人员建议，该原型的生物3D打印过程需要 10 分钟才能获得生物聚合物和交联剂（用作稳定基质）材料的适当交联，然后才能像石膏一样覆盖受影响的区域，并通过促进新皮肤的形成来加速伤口愈合组织。如果研究进展顺利，手持式生物3D打印机的快速伤口治疗技术将非常适合在更长的太空探索任务中快速有效地治愈骨折、皮肤和肌肉损伤。
此外，细胞、组织特异性生物材料和高分辨率3D生物打印的结合可以使科学家们开发新的组织和器官建模技术，以更好地了解组织生成、再生和寿命的生物物理机制。
SpaceX Dragon 补给任务 CRS-24 准备向国际空间站发射科学实验
SpaceX Falcon 9 向国际空间站发射的商业补给服务 (CRS-24) 任务计划于 12 月 22 日凌晨 4:30 左右自动停靠在空间站，并在那里停留约一个月。除了 Bioprint FirstAid 之外，Dragon 还向空间站提供了其他科学实验，包括监测和描述微重力下植物枝条和根部发育的调查、宝洁公司生产的用于太空洗衣的完全可降解洗涤剂，以及学生微重力科学项目。
该手持设备将成为国际空间站的第三个生物3D打印系统，加入俄罗斯的 Organ.Aut 3D 生物打印平台，该平台于 2018 年 12 月成功进入轨道，以及由 nScrypt 和 Techshot（最近被太空巨头 Redwire 收购）开发的 BioFabrication Facility。
更重要的是，这些实验将加入目前在轨道实验室进行的生物学和生物技术、物理科学以及地球和空间科学领域的数百项调查。这些领域的进展将有助于在长期太空旅行中保持宇航员的健康，并通过美国宇航局的阿尔忒弥斯计划展示未来人类和机器人探索超越低地球轨道到月球和火星的技术，第一次载人任务不早于 2025 年。