微分配專家nScrypt和航空航天公司TechShot已成功完成了太空中的第一個功能性生物3D打印實驗。在國際非營利組織日內(nèi)瓦基金會和健康科學(xué)統(tǒng)一服務(wù)大學(xué)（USU）的幫助下，他們利用國際空間站上的生物制造設(shè)施（BFF）對人類膝蓋半月板進行了生物3D打印，這是4D Bio3計劃的一部分。突破性實驗是一項長期計劃的一部分，該計劃將有一天在微重力空間中制造先進的軟組織和整個器官。

宇航員安德魯·摩根（Andrew Morgan）3D打印太空中的人類膝蓋半月板。圖片來自NASA。

太空3D生物打印

BFF被證明是世界上第一臺能夠在太空中制造人體組織的3D打印機。它利用多能干細胞通過以特定模式精確組織細微的生物墨水層（橫跨幾微米）來生成可行的組織。培養(yǎng)干細胞，并隨著時間的推移分化成所需的人類細胞，最終形成組織培養(yǎng)物。由于相對強大的引力，在地球上很難做到這一點（到目前為止是不可能的）。在地球上，軟組織由于自身的重量而坍塌，使研究人員陷入混亂的細胞連接中。在ISS上，地球的引力要弱得多，而3D打印的軟組織可以保持其形狀。

該實驗的高級研究科學(xué)家Joel Gaston博士說：“由于對可印刷，生物學(xué)相關(guān)并擁有所需的生物墨水的需求相互矛盾，事實證明制造軟的人體組織（如心臟和其他器官）很困難。”

半月板及以后的生物3D打印

據(jù)魔猴網(wǎng)了解，半月板損傷是軍隊中最常見的骨科損傷之一。膝蓋半月板撕裂時，它將失去其減震功能，從而導(dǎo)致關(guān)節(jié)炎和膝蓋疼痛。研究發(fā)現(xiàn)軍事人員的半月板損傷比一般人群高10倍。通過進一步開展3D打印彎月面研究并將其最終帶入地球上，研究人員可以使用它來幫助駐扎在遠離“家園”醫(yī)療資源的偏遠地區(qū)的士兵們。

4D Bio3計劃總監(jiān)Vincent Ho博士解釋說：“我們在嚴酷的軍事環(huán)境（FAME）中的制造計劃探討了在經(jīng)常部署我們的服務(wù)成員的各種遠程環(huán)境中3D打印健康相關(guān)產(chǎn)品的挑戰(zhàn)。去年夏天，我們在非洲沙漠熱中進行了首次試點研究，成功地3D打印了手術(shù)器械，生物活性繃帶，解剖模型和人類半月板組織。在這第二項先導(dǎo)研究中，我們期望從國際空間站上人類半月板的3D生物制造空間挑戰(zhàn)和收益中汲取寶貴的經(jīng)驗教訓(xùn)。我們未來的計劃是在叢林，水生，北極和高海拔地區(qū)進行類似的實驗。”

軍事演習很費膝蓋。圖片來自The Stone Clinic。

BFF最初于2019年7月啟動，并在一年的時間內(nèi)進行了多次升級。 2020年初，3D BFF配備了一套新的3D打印陶瓷流體歧管，以取代以前使用的打印聚合物。歧管用于向打印的組織提供它們成長為可用補丁所需的營養(yǎng)。在軌道上的其他地方，我國已經(jīng)成功完成了第一套微重力3D打印測試。測試涉及生產(chǎn)連續(xù)的碳纖維增強聚合物復(fù)合材料。

來源：中國3D打印網(wǎng)