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苏黎世联邦理工学院研究人员在微重力环境下3D打印人体肌肉组织

时间:2025-11-07 14:16 来源:南极熊 作者:admin 阅读:

      2025年11月6日,苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)研究团队宣称,在抛物线飞行实验中成功实现了微重力环境下的人体肌肉组织3D打印。该研究旨在通过在无重力条件下重建人体组织,更精确地反映人体自然结构,从而增强疾病建模和药物研发。这一突破性进展标志着太空生物制造领域的重要里程碑。
 

 

△由Parth Chansoria领导的研究团队利用抛物线飞行模拟了太空微重力环境


太空3D打印破解肌肉萎缩难题
        在太空失重条件下,宇航员常常面临严重的生理衰退,尤其是肌肉萎缩。为深入研究和减缓这一现象,ETH Zurich团队开发了名为“G-Flight(Gravity-independent filament light)”的先进生物制造系统。这种新型系统能够在微重力环境下,于数秒内高效构建出具有活性的肌肉组织。研究人员采用特殊配方的生物树脂,在为期30个抛物线飞行周期的失重阶段完成了3D打印实验。
       结果显示,所打印肌肉组织在细胞活力和纤维密度上,与地面重力条件下的样本相当,展现出优异的生物兼容性和结构精度。此外,该工艺还允许长期储存载有细胞的生物树脂,这对于未来的在轨制造而言是一项关键优势。

 

 

△G-Flight打印机的光学组件和树脂配方。A)G-FLight打印机中光引擎各组成部分及激光光路示意。B)指导树脂储存和打印操作的实验流程示意



推进太空生物制造
      这一过程的核心是一种被称为生物墨水的材料,它由载体物质与活细胞混合而成。在地球上,生物墨水的重量会导致打印的结构在固化前坍塌或变形,而嵌入的细胞也可能下沉不均匀,从而导致模型精度降低但在微重力环境下,这些制约因素得以消除,研究人员因此成功打印出了与人体内结构高度一致的肌肉纤维。这种精度对于构建组织模型至关重要,而这些模型能够提供关于疾病发展和治疗机制的可靠数据。
       研究人员表示,下一步是在国际空间站(ISS)或未来的轨道研究平台上制造复杂的类器官和人体组织。这些太空培育的组织模型有助于研究肌肉萎缩症和太空飞行引起的肌肉萎缩等疾病,并可在更接近真实生物条件的环境下测试治疗反应。
       本项研究不仅为太空医学和生物制造领域带来革命性进展,也为3D打印技术在极端环境下的应用开辟了新路径。

 

(责任编辑:admin)

weixin
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