埃尔帕索科学家使用生物3D打印技术开发太空人造微型心脏
时间：2020-01-29 08:45 来源：中国3D打印网 作者：中国3D打印网 阅读：次
“人工微型心脏”（也称为心脏类器官）将结合人类干细胞和3D生物打印技术制成。该项目于2019年9月开始，将在未来三年内进行。它由美国国家科学基金会（NSF）和空间站的美国国家实验室资助。埃尔帕索健康科学中心科学家该项目研究人员Munmun Chattopadhyay博士指出：“从这项研究中获得的知识可用于开发技术和治疗策略，以更好地对抗ASTRONAUTS经历过的组织萎缩症，并为患有严重心脏病的人打开改良方法的大门。”
特色图片显示了国际空间站。图片来自NASA。
微重力如何影响我们的心脏？
参与该项目的研究人员包括Chattopadhyay博士和UTEP生物医学工程师Binata Joddar博士。 Chattopadhyay博士是TTUHSC El Paso糖尿病与代谢重点研究中心的助理教授，该中心是Paul L. Foster医学院分子与转化医学系的一部分。 Joddar博士是UTEP工程学院的助理教授，并领导该大学的启发材料和基于干细胞的组织工程实验室的研究。研究人员将共同合作，使用人类干细胞对小型心脏类器官进行3D生物打印。然后，这些心脏组织结构将被发送到国际空间站，在那里将暴露于轨道空间站近乎失重的环境中。研究人员希望，这将使人们对心脏萎缩有更好的了解，心脏萎缩是心脏组织的减少和削弱，从而导致难以将血液泵送到人体。这种情况通常会影响宇航员，这些宇航员会在微重力中花费很长的时间，这会导致严重的问题，因为弱化的心肌会导致诸如晕厥，心律不齐，心瓣膜问题甚至心力衰竭等症状。
心脏萎缩及相关疾病，心脏纤维化，除失重状态的宇航员外，在地球上也是一个很大的问题。患有糖尿病，肌肉营养不良和癌症等疾病的人，以及败血症和充血性心力衰竭等疾病的人，常常会出现心脏功能障碍和组织损伤。”
俄罗斯宇航员Aleksandr Samokutyaev从国际空间站拍摄的影像。图片由Aleksandr Samokutyaev / Roscosmos摄
该项目的第一阶段将专注于研究设计。在第一年的这一阶段，乔达德博士将使用3D打印来制造心脏类器官。这将通过以生理比例耦合心脏细胞来模仿心脏组织来实现。进入第二年，研究人员将为机器人发射和太空飞行做准备。一旦类器官返回地球，该项目的第三年也是最后一年将集中在分析实验数据上。
此外，Chatopadhyay博士和Joddar博士的项目将为El Paso社区提供教育机会。将为K-12学生设立一个讲习班，围绕组织工程学这个主题吸引当地年轻人，重点放在在空间站上进行的项目上。还为医学生，实习生和居民提供了研讨会，以讨论将研究从地球实验室过渡到太空的好处和挑战。
国际空间站上的生物3D打印
TTUHSC El Paso和UTEP的合作研究项目是NSF和ISS国家实验室在2019年作为组织组织工程研究合作的一部分而选择的五项研究计划之一。 NSF授予Chattopadhyay博士256,892美元和Joddar博士259,350美元的奖金，以表彰他们在该项目中的作用。随着公司和组织寻求进一步了解太空飞行如何影响宇航员，国际空间站上已经进行了许多3D生物打印研究项目。例如，俄罗斯生物技术研究实验室3D Bioprinting Solutions开发了其Organ.Aut磁性3D生物打印机，以研究外太空的长途飞行如何影响生物体。在先前从联盟号MS-10航天器发射失败之后，它于2018年被运送到联盟号MS-11载人航天器上的国际空间站。在2019年末，公司宣布能够使用Organ.Aut在ISS上以零重力对骨骼组织进行3D生物打印。该实验是一项计划的一部分，该计划是在长期的行星际探险期间为宇航员移植创造骨骼植入物。
3D BioFabrication设施（BFF）生物打印机。通过Techshot拍摄照片。
此外，来自佛罗里达州3D打印系统制造商nScrypt的3D生物制造设施（BFF）生物打印机和航天设备开发商Techshot也在国际空间站上。该系统于2019年通过SpaceX CRS-18货运任务交付给国际空间站，能够在微重力条件下制造人体组织。它被发送到国际空间站，以促进自支撑组织的产生，这将为治疗方法提供更多的帮助。
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