國際空間站上的太空人首次在微重力空間中製造出了人工人類軟骨。
人體組織的生物列印早已存在,但是它們需依靠重力和支架將軟骨細胞聚集在一起。
新工藝的巧妙部分是在裝配機內部使用磁力代替重力。
藉助磁性,可以抵消微重力和加速度的影響,並且可以將物體(例如軟骨細胞)固定在適當位置以進行組裝。
雖然細胞本身不是磁性的,但組裝器中的液體卻是,且可以被用來操縱組織。
在國際空間站上進行實驗之前,科學家們開發了數學模型和計算機模擬來研究可行性,研究微重力如何影響細胞的組裝方式。然後,研究小組開發了基於人類軟骨細胞的球體,這些球體被包裝並與定製的磁性生物組裝器一起發送至國際空間站。
在國際空間站上,工藝過程要求冷卻球狀球體以將其從水凝膠包裝中釋放出來,然後再將它們放入生物組裝器中組裝成正確的形式。
太空人奧列格·科諾年科(Oleg Kononenko)進行了實驗。
史丹福大學的放射學家Utkan Demirci對IEEE Spectrum說:「人們一直在進行生物學實驗並在太空中培養細胞,現在已經能夠使用生物製造工具將這些構件組裝成更複雜的結構。」
再往後,應用磁性組裝方法甚至可以用於為我們更換特製骨頭,好適應外星的重力環境——就像科幻電影裡的一樣。
但是,要達到這一階段還需要做大量的工作,尤其是要使這種設備適應太空需求——精密的儀器和太空環境並不特別搭。
研究人員自己說,即使面臨工程方面的挑戰,該研究也可以「顯著促進組織工程」的方法。
隨著太空中肉類和水果的種植技術上的進展,去火星的旅程變得不那麼令人生畏了。
該研究已發表在《科學進展》上。