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3D資訊
首頁 > 資訊中心手持式生物青島3D打印機原型即將在國際空間站測試
發(fā)布時間：2021-12-23
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機原型，于 2021 年 12 月 21 日從佛羅里達(dá)州的 NASA 肯尼迪航天中心發(fā)射后，將前往國際空間站 (ISS)。由德國航空航天中心(DLR)設(shè)想的這種便攜式設(shè)備，被稱為生物打印急救(Bioprint FirstAid)，有潛力促進快速使用先前制備的含有病人細(xì)胞的生物墨水，在受傷時形成創(chuàng)可貼。這種創(chuàng)新的微重力打O)、月球和火星的長期任務(wù)提供了希望，并可能成為地球上的下一件大事。
隨著航天機構(gòu)為更長時間的飛行做準(zhǔn)備，在微重力環(huán)境下生存至關(guān)重要，尤其是對于生活在近距離環(huán)境中的宇航員來說，壓力和免疫力下降的結(jié)合影響了致病微生物的傳播。再加上免疫力下降和壓力增加，可能會導(dǎo)致太空中的人類生病。此外，微重力環(huán)境本身會對身體產(chǎn)生有害影響，包括傷口愈合延遲。因此，太空機構(gòu)長期以來一直鼓勵研究如何在太空中保護宇航員，以改善人類健康。
在德累斯頓工業(yè)大學(xué)科學(xué)家的支持下，由德國航天公司 OHB System 開發(fā)、組裝和認(rèn)證的生物3D打印機原型被描述為一種堅固的純機械（無需電池）手持式生物打印機，由手柄中的計量裝置組成，一個打印頭、支撐輪和兩個 bioink 墨盒。太空中的技術(shù)演示將不會使用真正的人體細(xì)胞，而是使用熒光微粒。
Bioprint FirstAid 手持式生物打印機（Bioprint FirstAid）可以創(chuàng)建一個組織形成貼片來覆蓋傷口并加速愈合過程
當(dāng)與兩種快速固化凝膠結(jié)合時，這些微粒會形成一種類似石膏的傷口覆蓋物，它將被印在宇航員用箔覆蓋的手臂或腿上，然后送回地球進行進一步測試。德國 ESA（歐洲航天局）宇航員馬蒂亞斯·莫雷（Matthias Maure）——第一位乘坐龍飛船飛往國際空間站的德國宇航員——將把大部分時間用于科學(xué)研究，包括測試生物3D打印機。
在接受國際空間站任務(wù)訓(xùn)練時，莫雷試驗了生物打印機設(shè)備，將材料涂在他的腿上，腿上用箔紙包裹。與太空中的打印樣本相比，地球上打印樣本的分布模式是研究的重要價值?？傮w而言，該項目旨在測試打印技術(shù)并評估其在空間條件下的適用性，以便未來在地球內(nèi)外極端棲息地執(zhí)行任務(wù)。
Bioprint FirstAid 為優(yōu)化生物3D打印材料和工藝提供了研究機會。 NASA 認(rèn)為基于微重力的 3D 組織模型對于進一步了解實現(xiàn)高度可行和功能性組織必不可少的生物工程和生物制造要求非常重要。在微重力條件下，不存在含有細(xì)胞的不同層的壓力和活細(xì)胞模擬物的潛在沉降效應(yīng)。此外，可以分析3D打印組織貼片的穩(wěn)定性和潛在的重力依賴性電解質(zhì)-膜界面交聯(lián)過程，以用于未來的應(yīng)用。
研究人員建議，該原型的生物3D打印過程需要 10 分鐘才能獲得生物聚合物和交聯(lián)劑（用作穩(wěn)定基質(zhì)）材料的適當(dāng)交聯(lián)，然后才能像石膏一樣覆蓋受影響的區(qū)域，并通過促進新皮膚的形成來加速傷口愈合組織。如果研究進展順利，手持式生物3D打印機的快速傷口治療技術(shù)將非常適合在更長的太空探索任務(wù)中快速有效地治愈骨折、皮膚和肌肉損傷。
此外，細(xì)胞、組織特異性生物材料和高分辨率3D生物打印的結(jié)合可以使科學(xué)家們開發(fā)新的組織和器官建模技術(shù)，以更好地了解組織生成、再生和壽命的生物物理機制。
SpaceX Dragon 補給任務(wù) CRS-24 準(zhǔn)備向國際空間站發(fā)射科學(xué)實驗
SpaceX Falcon 9 向國際空間站發(fā)射的商業(yè)補給服務(wù) (CRS-24) 任務(wù)計劃于 12 月 22 日凌晨 4:30 左右自動停靠在空間站，并在那里停留約一個月。除了 Bioprint FirstAid 之外，Dragon 還向空間站提供了其他科學(xué)實驗，包括監(jiān)測和描述微重力下植物枝條和根部發(fā)育的調(diào)查、寶潔公司生產(chǎn)的用于太空洗衣的完全可降解洗滌劑，以及學(xué)生微重力科學(xué)項目。
該手持設(shè)備將成為國際空間站的第三個生物3D打印系統(tǒng)，加入俄羅斯的 Organ.Aut 3D 生物打印平臺，該平臺于 2018 年 12 月成功進入軌道，以及由 nScrypt 和 Techshot（最近被太空巨頭 Redwire 收購）開發(fā)的 BioFabrication Facility。
更重要的是，這些實驗將加入目前在軌道實驗室進行的生物學(xué)和生物技術(shù)、物理科學(xué)以及地球和空間科學(xué)領(lǐng)域的數(shù)百項調(diào)查。這些領(lǐng)域的進展將有助于在長期太空旅行中保持宇航員的健康，并通過美國宇航局的阿爾忒彌斯計劃展示未來人類和機器人探索超越低地球軌道到月球和火星的技術(shù)，第一次載人任務(wù)不早于 2025 年。
隨著航天機構(gòu)為更長時間的飛行做準(zhǔn)備，在微重力環(huán)境下生存至關(guān)重要，尤其是對于生活在近距離環(huán)境中的宇航員來說，壓力和免疫力下降的結(jié)合影響了致病微生物的傳播。再加上免疫力下降和壓力增加，可能會導(dǎo)致太空中的人類生病。此外，微重力環(huán)境本身會對身體產(chǎn)生有害影響，包括傷口愈合延遲。因此，太空機構(gòu)長期以來一直鼓勵研究如何在太空中保護宇航員，以改善人類健康。
在德累斯頓工業(yè)大學(xué)科學(xué)家的支持下，由德國航天公司 OHB System 開發(fā)、組裝和認(rèn)證的生物3D打印機原型被描述為一種堅固的純機械（無需電池）手持式生物打印機，由手柄中的計量裝置組成，一個打印頭、支撐輪和兩個 bioink 墨盒。太空中的技術(shù)演示將不會使用真正的人體細(xì)胞，而是使用熒光微粒。
Bioprint FirstAid 手持式生物打印機（Bioprint FirstAid）可以創(chuàng)建一個組織形成貼片來覆蓋傷口并加速愈合過程
當(dāng)與兩種快速固化凝膠結(jié)合時，這些微粒會形成一種類似石膏的傷口覆蓋物，它將被印在宇航員用箔覆蓋的手臂或腿上，然后送回地球進行進一步測試。德國 ESA（歐洲航天局）宇航員馬蒂亞斯·莫雷（Matthias Maure）——第一位乘坐龍飛船飛往國際空間站的德國宇航員——將把大部分時間用于科學(xué)研究，包括測試生物3D打印機。
在接受國際空間站任務(wù)訓(xùn)練時，莫雷試驗了生物打印機設(shè)備，將材料涂在他的腿上，腿上用箔紙包裹。與太空中的打印樣本相比，地球上打印樣本的分布模式是研究的重要價值?？傮w而言，該項目旨在測試打印技術(shù)并評估其在空間條件下的適用性，以便未來在地球內(nèi)外極端棲息地執(zhí)行任務(wù)。
Bioprint FirstAid 為優(yōu)化生物3D打印材料和工藝提供了研究機會。 NASA 認(rèn)為基于微重力的 3D 組織模型對于進一步了解實現(xiàn)高度可行和功能性組織必不可少的生物工程和生物制造要求非常重要。在微重力條件下，不存在含有細(xì)胞的不同層的壓力和活細(xì)胞模擬物的潛在沉降效應(yīng)。此外，可以分析3D打印組織貼片的穩(wěn)定性和潛在的重力依賴性電解質(zhì)-膜界面交聯(lián)過程，以用于未來的應(yīng)用。
研究人員建議，該原型的生物3D打印過程需要 10 分鐘才能獲得生物聚合物和交聯(lián)劑（用作穩(wěn)定基質(zhì)）材料的適當(dāng)交聯(lián)，然后才能像石膏一樣覆蓋受影響的區(qū)域，并通過促進新皮膚的形成來加速傷口愈合組織。如果研究進展順利，手持式生物3D打印機的快速傷口治療技術(shù)將非常適合在更長的太空探索任務(wù)中快速有效地治愈骨折、皮膚和肌肉損傷。
此外，細(xì)胞、組織特異性生物材料和高分辨率3D生物打印的結(jié)合可以使科學(xué)家們開發(fā)新的組織和器官建模技術(shù)，以更好地了解組織生成、再生和壽命的生物物理機制。
SpaceX Dragon 補給任務(wù) CRS-24 準(zhǔn)備向國際空間站發(fā)射科學(xué)實驗
SpaceX Falcon 9 向國際空間站發(fā)射的商業(yè)補給服務(wù) (CRS-24) 任務(wù)計劃于 12 月 22 日凌晨 4:30 左右自動停靠在空間站，并在那里停留約一個月。除了 Bioprint FirstAid 之外，Dragon 還向空間站提供了其他科學(xué)實驗，包括監(jiān)測和描述微重力下植物枝條和根部發(fā)育的調(diào)查、寶潔公司生產(chǎn)的用于太空洗衣的完全可降解洗滌劑，以及學(xué)生微重力科學(xué)項目。
該手持設(shè)備將成為國際空間站的第三個生物3D打印系統(tǒng)，加入俄羅斯的 Organ.Aut 3D 生物打印平臺，該平臺于 2018 年 12 月成功進入軌道，以及由 nScrypt 和 Techshot（最近被太空巨頭 Redwire 收購）開發(fā)的 BioFabrication Facility。
更重要的是，這些實驗將加入目前在軌道實驗室進行的生物學(xué)和生物技術(shù)、物理科學(xué)以及地球和空間科學(xué)領(lǐng)域的數(shù)百項調(diào)查。這些領(lǐng)域的進展將有助于在長期太空旅行中保持宇航員的健康，并通過美國宇航局的阿爾忒彌斯計劃展示未來人類和機器人探索超越低地球軌道到月球和火星的技術(shù)，第一次載人任務(wù)不早于 2025 年。