Redwire 在太空中3D打印出人體膝關(guān)節(jié)半月板

2023年10月13日,，南極熊獲悉,，太空系統(tǒng)制造商Redwire 利用其在國際空間站（ISS）上的3D生物打印機（BFF）,，成功地在軌道上打印了人體膝蓋半月板,。

上個月,，3D生物打印的半月板搭乘 SpaceX 的 Crew-6 任務(wù)返回地面進行進一步分析,。據(jù)悉,，這一成果將改進太空半月板損傷的治療方法，而半月板損傷是美國軍人最常見的損傷之一,。

Redwire 公司執(zhí)行副總裁約翰-維林格（John Vellinger）表示："這是一個開創(chuàng)性的里程碑,，對人類健康具有重大意義,。成功打印半月板等復(fù)雜組織，是向可重復(fù)微重力制造,、可靠的大規(guī)模生物打印邁出的一大步,。”

△國際空間站上的 Redwire 生物制造設(shè)備

在太空中3D打印膝關(guān)節(jié)半月板

3D生物打印完成后,，半月板在國際空間站上的先進空間實驗處理器中培養(yǎng)14天,。這是一個全自動的多功能設(shè)備，用于在國際空間站上進行一系列生命和物理科學(xué)研究以及小批量生產(chǎn),。

美國國家航空航天局宇航員弗蘭克-魯比奧（Frank Rubio）,、沃倫-霍伯格（Warren Hoburg）和斯蒂芬-鮑恩（Stephen Bowen）與阿聯(lián)酋宇航員蘇丹-阿爾-內(nèi)亞迪（Sultan Al Neyadi）一起進行了這項國際空間站任務(wù)。

Redwire公司的在軌3D打印能力

Redwire公司去年宣布了向國際空間站發(fā)射升級版3D生物打印機的計劃,，并于2023年2月成功將3D生物打印機安裝到軌道上,。據(jù)報道，在使用對溫度敏感的生物墨水進行3D打印時,，新型3D生物打印機可提供更強的溫度控制,。

這是首個能夠在太空微重力條件下3D打印人體組織的系統(tǒng)，這套系統(tǒng)能精確放置干細胞,，3D 打印出比頭發(fā)絲寬度小幾倍的超細生物墨水層,。然后，這些層可以建立起來,，形成可存活的結(jié)構(gòu),。

為防止3D生物打印組織坍塌，更新版的3D生物打印機采用了Redwire公司開發(fā)的細胞培養(yǎng)系統(tǒng),，可隨著時間的推移增強組織強度,。這個過程需要 12 到 45 天，最終生產(chǎn)出在重力作用下能自我支撐的組織,。展望未來,，Redwire 希望這項技術(shù)能被用于解決移植患者器官捐獻者短缺的問題。   

即將于11月1日執(zhí)行的SpaceX CRS-29國際空間站再補給任務(wù)將把Redwire公司新的微重力研究有效載荷送入軌道,。這些有效載荷將用于藥物開發(fā)和再生醫(yī)學(xué),，包括心臟組織的生物打印實驗。

△宇航員克里斯蒂娜-科赫在國際空間站上操作 3D 生物打印機

基于國際空間站的3D打印

近年來,，國際空間站上的增材制造技術(shù)日益受到關(guān)注,，學(xué)術(shù)研究人員和商業(yè)企業(yè)都在尋求在微重力條件下測試新的3D打印技術(shù)。

今年早些時候,，五家比利時公司和研究中心宣布將合作向國際空間站發(fā)送3D打印的 "芯片心臟",，作為AstroCardia項目的一部分。

3D生物打印人工心臟和循環(huán)系統(tǒng)將于 2025 年送入軌道,，由太空應(yīng)用服務(wù)公司,、SCK CEN,、QbD 集團、BIO INX 和 Antleron 共同開發(fā),。研究人員希望該項目能讓科學(xué)家們更好地研究心臟的衰老過程,，因為心臟器官在零重力條件下的衰老速度要快 20 倍。

法國工業(yè) 3D 打印機制造商 AddUp 去年向國際空間站發(fā)射了一臺金屬 3D 打印機,。作為歐洲航天局（ESA）"Metal3D "項目的一部分,，AddUp構(gòu)建了3D打印機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和機制，專門用于在太空中3D打印金屬零件,。演示設(shè)備打印固定在其框架上的金屬絲原料，使其能夠在微重力條件下運行,。