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創(chuàng)舉！太空3D生物打印人體組織

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2022年8月23日，美國(guó)國(guó)家航空航天局（NASA）正在為SpaceX搭載第五批宇航員前往國(guó)際空間站（ISS）的任務(wù)做準(zhǔn)備。Crew-5任務(wù)定于今年秋天從美國(guó)宇航局佛羅里達(dá)州肯尼迪航天中心發(fā)射，由宇航員妮可-奧納普-曼恩(Nicole Aunapu Mann)領(lǐng)導(dǎo)，她將是是第一個(gè)飛入太空的美國(guó)本土女性。

在軌期間，曼恩計(jì)劃在船上進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)，特別是使用生物制造設(shè)施（BFF）的實(shí)驗(yàn)，這是第一臺(tái)專門用于在太空微重力條件下制造人體組織的3D打印機(jī)。談及這次太空任務(wù)時(shí)，Mann也表示成為第一位進(jìn)入太空的原住民女性非常激動(dòng)，在此之前這幾乎是難以想象的。

△美國(guó)宇航局宇航員妮可-曼恩在中性浮力實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行太空行走訓(xùn)練

圖片由攝影師Lauren Harnett和美國(guó)航空航天局提供。

太空中的生物打印

當(dāng)被問(wèn)及她將如何安排在軌期間的任務(wù)時(shí)，曼恩表示：“我期待著在空間站上的展開的科學(xué)實(shí)驗(yàn)將造福人類，其中的一個(gè)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目叫做生物制造。顧名思義，它就是3D打印人類細(xì)胞，對(duì)我來(lái)說(shuō)這聽起來(lái)很有未來(lái)感。"

BFF于2019年12月推出，是美國(guó)建造的第一個(gè)能夠在微重力條件下使用成年人類細(xì)胞和蛋白質(zhì)制造人體組織的系統(tǒng)。該設(shè)備由Techshot（現(xiàn)在是Redwire集團(tuán)的一部分）和nScrypt設(shè)計(jì)，是為了在微重力下打印類似器官的組織。今天，它被安裝在國(guó)際空間站美國(guó)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（ISS National Lab）內(nèi)，宇航員已經(jīng)用它成功地打印出具有大量的人類心臟細(xì)胞以及類似人類半月板的組織結(jié)構(gòu)。

與國(guó)際空間站國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的許多實(shí)驗(yàn)一樣，BFF充分利用了太空的微重力條件，這可以幫助克服圍繞地球上復(fù)雜結(jié)構(gòu)的3D生物打印的許多挑戰(zhàn)，如打印微小的毛細(xì)血管網(wǎng)絡(luò)。作為在太空中制造整個(gè)人體器官的長(zhǎng)期計(jì)劃的墊腳石，BFF的成功可以實(shí)現(xiàn)潛在的醫(yī)學(xué)突破，首先是創(chuàng)建病人特定的替代組織或修補(bǔ)物。最終，它可能具有巨大的潛力，有朝一日幫助緩解器官短缺的危機(jī)。

△Techshot公司用于微重力生物打印的3D生物制造設(shè)施。圖片由Techshot公司提供。

像之前的其他宇航員一樣，曼恩說(shuō)她很期待測(cè)試這臺(tái)打印機(jī)，它可以創(chuàng)造出比地球上的生物打印機(jī)"更完整的細(xì)胞結(jié)構(gòu)"。

考慮到BFF的最終目標(biāo)是打印器官，曼恩表示："我們還沒(méi)有到那一步"。不過(guò)，她還是強(qiáng)調(diào)了BFF在短短三年內(nèi)取得的關(guān)鍵性突破。

領(lǐng)導(dǎo)下一個(gè)太空任務(wù)

出生于加利福尼亞州的佩塔盧馬，現(xiàn)年 45 歲的機(jī)械工程師、海軍陸戰(zhàn)隊(duì)上校和戰(zhàn)斗機(jī)試飛員于 2013 年被選為美國(guó)宇航局第 21 屆宇航員班的八名成員之一。這將是曼恩成為宇航員后的第一次太空飛行，作為任務(wù)指揮官，她將負(fù)責(zé)飛行的所有階段，從發(fā)射到再入。一旦登上空間站，她將擔(dān)任遠(yuǎn)征68號(hào)的飛行工程師，為期約6個(gè)月。

△NASA的SpaceX船員-5任務(wù)將搭載兩名NASA宇航員，任務(wù)指揮官Nicole Mann和飛行員Josh Cassada，以及JAXA（日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)）宇航員Koichi Wakata，和Roscosmos宇航員Anna Kikina。圖片來(lái)源：美國(guó)國(guó)家航空航天局

目前，國(guó)際空間站由遠(yuǎn)征67號(hào)執(zhí)行任務(wù)，該任務(wù)于3月聯(lián)盟MS-19號(hào)返回地球時(shí)開始，將持續(xù)到9月底聯(lián)盟MS-21號(hào)離開。Crew-5任務(wù)還將搭載美國(guó)宇航局宇航員喬希-卡薩達(dá)以及日本宇宙航空研究開發(fā)機(jī)構(gòu)（JAXA）宇航員若田光一和俄羅斯航天局宇航員安娜-基金娜。獵鷹9號(hào)火箭和將搭載機(jī)組人員的龍耐力號(hào)飛船計(jì)劃不早于9月29日從39A火箭發(fā)射場(chǎng)發(fā)射。