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在火星任务中保持宇航员健康的新型3D打印组织

包括欧洲航天局(ESA)在内的科学家开发了一种3D打印的人类皮肤和骨组织,可以帮助宇航员在未来的火星任务中保持健康。

德国德累斯顿技术大学(TUD)大学医院的Nieves Cubo说:“皮肤细胞可以使用人类血浆作为富含营养的‘生物墨水’进行生物打印--任务人员很容易获得这种墨水。”

“然而,等离子体具有高度的流体一致性,这使得它很难在改变的引力条件下工作。

Cubo说:“因此,我们开发了一种改进的配方,通过添加甲基纤维素和海藻酸盐来增加基质的粘度。”

宇航员可以分别从植物和藻类中获得这些物质,这对于独立的太空探险来说是一个可行的解决方案。

制造骨样本涉及用类似的生物墨水组合物打印人类干细胞,并添加磷酸钙骨水泥作为结构支撑材料,随后在生长阶段被吸收。

研究人员说,为了证明生物打印技术可以转移到太空,皮肤和骨骼样本的打印都是颠倒的。

他们说,由于长时间进入失重状态不切实际,这种“负1克”测试的挑战代表了下一个最好的选择。

这些样本代表了一个雄心勃勃的端到端路线图的第一步,该路线图旨在使3D生物打印在太空中切实可行。该项目正在研究所需的机载设施,包括设备、手术室和无菌环境,以及为移植创造更复杂组织的能力--最终打印整个内部器官。

负责监督该项目的欧空局结构、机制和材料部门负责人托马索·吉迪尼(Tommaso Ghidini)表示:“前往火星或其他行星际目的地的旅程将涉及数年的太空时间。”

“机组人员会冒很多风险,提前回家是不可能的。吉迪尼说:“在航天器有限的空间和质量下,为所有可能的情况携带足够的医疗用品是不可能的。”

“相反,3D生物打印能力将让他们在出现医疗紧急情况时做出反应。例如,在烧伤的情况下,全新的皮肤可以被生物印刷,而不是从宇航员身体的其他地方移植,这造成了二次损害,在轨道环境中可能不容易愈合,“吉迪尼说。

在骨折的情况下--由于太空失重,加上火星的部分地球引力为0.38,骨骨折的可能性更大--可以将替代骨插入受伤的区域。

“在所有情况下,印刷材料都来自宇航员自己,所以不会有移植排斥反应的问题,”Ghidini补充说。

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