隨著科技的不斷發(fā)展，3D打印產(chǎn)品不斷問(wèn)世，從3D打印到3D器官打印，再到3D器官太空打印，從地球走向太空，3D打印也將開(kāi)啟“太空制造”新時(shí)代，也同步進(jìn)行著新一輪的醫(yī)療革新。

“再生醫(yī)學(xué)”備受關(guān)注，3D打印極具優(yōu)勢(shì)

事實(shí)上，早在1987年，“再生醫(yī)學(xué)”概念就被提出，且受到全球重視，截至2019年上半年，全球注冊(cè)再生醫(yī)學(xué)的公司就達(dá)933家。再生醫(yī)學(xué)技術(shù)與相關(guān)行業(yè)的蓬勃發(fā)展源于背后龐大的需求。

而3D打印技術(shù)為包含有多種細(xì)胞、生長(zhǎng)因子和生物材料的復(fù)雜結(jié)構(gòu)組織和器官的制備提供了可能，能夠解決傳統(tǒng)制造技術(shù)的弊端，極大地推動(dòng)再生醫(yī)學(xué)的發(fā)展。同時(shí)，3D打印技術(shù)具備可重復(fù)性和效率高等優(yōu)勢(shì)，有著非常大的潛力。

2019年4月，特拉維夫大學(xué)的研究員使用患者自己的細(xì)胞和生物材料成功“打印”了世界上第一顆2.5厘米的3D血管化心臟。這是全球第一個(gè)完整的3D打印心臟，一度引發(fā)醫(yī)學(xué)界乃至全球的轟動(dòng)，這也使生物科學(xué)向功能性人體器官打印邁出關(guān)鍵一步。

宇宙首次！俄宇航員在太空中成功3D打印人體組織

太空是一個(gè)引發(fā)人類(lèi)好奇心的地方。然而，惡劣的環(huán)境也會(huì)讓我們對(duì)那里望而卻步。在那里的微重力環(huán)境下，人體組織會(huì)遭遇各種不測(cè)。例如肌肉萎縮，骨丟失等等……

近日，國(guó)際空間站上的一名俄羅斯宇航員，嘗試在太空微重力環(huán)境下進(jìn)行了人體組織的3D打印，并制造出了人類(lèi)的軟骨。

事實(shí)上，傳統(tǒng)的人體組織工程再生方法，涉及將細(xì)胞播種到具有生物相容性的“支架”上。一旦細(xì)胞組織完成了3D器官的自組裝，支架材料就可被生物降解掉。然而，在地球上進(jìn)行3D器官打印是一回事，但對(duì)于宇宙中的國(guó)際空間站來(lái)說(shuō)，可幾乎沒(méi)有重力讓支架將軟骨細(xì)胞聚集在一起。

為了克服這一障礙，Oleg Kononenko 在定制裝配機(jī)內(nèi)部使用了由莫斯科公司3D Bioprinting Solutions開(kāi)發(fā)的“無(wú)支架” 生物組織工程方法，該方法利用磁場(chǎng)代替重力，引導(dǎo)細(xì)胞去到該去的地方，從而將它們組裝成更復(fù)雜的組織結(jié)構(gòu)。這對(duì)宇航員能夠更久地呆在太空，或者對(duì)想實(shí)現(xiàn)太空旅行夢(mèng)的人來(lái)說(shuō)，都有著積極的意義。

斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院的Utkan Demirci是該磁懸浮生物組裝方法的幕后推手，旨在于微重力下構(gòu)建組織。這項(xiàng)技術(shù)使用了兩個(gè)彼此靠近的相對(duì)磁體，以產(chǎn)生一種將細(xì)胞相互推向彼此的力?！半姶挪ɑ虼艌?chǎng)受到控制，因此我們可以將細(xì)胞移動(dòng)到想要它們進(jìn)入的地方，以便將它們組裝成更復(fù)雜的組織結(jié)構(gòu)?！盌emirci說(shuō)。

此外，這在地球上可能還會(huì)有更多實(shí)踐。Demirci認(rèn)為，在太空進(jìn)行的這類(lèi)研究可能會(huì)引來(lái)癌癥生物學(xué)及交叉感染（如HIV或COVID-19）的有趣發(fā)現(xiàn)。

但該項(xiàng)研究也面臨著一個(gè)挑戰(zhàn)：細(xì)胞需要被懸浮在含有釓（Gd）離子的順磁性介質(zhì)中，其所需的離子濃度可能對(duì)細(xì)胞是具有毒性，還可能產(chǎn)生壓力不均衡等問(wèn)題。而解決這些問(wèn)題的潛在方法之一，就是借助微重力環(huán)境下的懸浮組裝，于是我們最終見(jiàn)到了俄羅斯宇航員在國(guó)際空間站上開(kāi)展的這項(xiàng)最新實(shí)驗(yàn)。

這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的成功促進(jìn)了太空再生醫(yī)學(xué)的發(fā)展，如果進(jìn)一步深入，未來(lái)或許可能幫助機(jī)組人員更換人體部位。那么，需要長(zhǎng)距離太空旅行的宇航員們就可以利用這個(gè)技術(shù)“自力更生”了！