NSCRYPT在空间站中成功生物3D打印人类膝盖半月板

中国3D打印网5月14日讯，微分配专家nScrypt和航空航天公司TechShot已成功完成了太空中的第一个功能性生物3D打印实验。在国际非营利组织日内瓦基金会和健康科学统一服务大学（USU）的帮助下，他们利用国际空间站上的生物制造设施（BFF）对人类膝盖半月板进行了生物3D打印，这是4D Bio3计划的一部分。突破性实验是一项长期计划的一部分，该计划将有一天在微重力空间中制造先进的软组织和整个器官。

宇航员安德鲁·摩根（Andrew Morgan）3D打印太空中的人类膝盖半月板（图片来自NASA）

太空3D生物打印

BFF被证明是世界上第一台能够在太空中制造人体组织的3D打印机。它利用多能干细胞通过以特定模式精确组织细微的生物墨水层（横跨几微米）来生成可行的组织。培养干细胞，并随着时间的推移分化成所需的人类细胞，最终形成组织培养物。由于相对强大的引力，在地球上很难做到这一点（到目前为止是不可能的）。在地球上，软组织由于自身的重量而坍塌，使研究人员陷入混乱的细胞连接中。在ISS上，地球的引力要弱得多，而3D打印的软组织可以保持其形状。

该实验的高级研究科学家Joel Gaston博士说：“由于对可印刷，生物学相关并拥有所需的生物墨水的需求相互矛盾，事实证明制造软的人体组织（如心脏和其他器官）很困难。”

半月板及以后的生物3D打印

据中国3D打印网了解，半月板损伤是军队中最常见的骨科损伤之一。膝盖半月板撕裂时，它将失去其减震功能，从而导致关节炎和膝盖疼痛。研究发现军事人员的半月板损伤比一般人群高10倍。通过进一步开展3D打印弯月面研究并将其最终带入地球上，研究人员可以使用它来帮助驻扎在远离“家园”医疗资源的偏远地区的士兵们。

军事演习很费膝盖 (图片来自The Stone Clinic)

4D Bio3计划总监Vincent Ho博士解释说：“我们在严酷的军事环境（FAME）中的制造计划探讨了在经常部署我们的服务成员的各种远程环境中3D打印健康相关产品的挑战。去年夏天，我们在非洲沙漠中进行了首次试点研究，成功地3D打印了手术器械，生物活性绷带，解剖模型和人类半月板组织。在这第二项先导研究中，我们期望从国际空间站上人类半月板的3D生物制造空间挑战和收益中汲取宝贵的经验教训。我们未来的计划是在丛林，水生，北极和高海拔地区进行类似的实验。”

BFF最初于2019年7月启动，并在一年的时间内进行了多次升级。 2020年初，3D BFF配备了一套新的3D打印陶瓷流体歧管，以取代以前使用的打印聚合物。歧管用于向打印的组织提供它们成长为可用补丁所需的营养。在轨道上的其他地方，我国已经成功完成了第一套微重力3D打印测试。测试涉及生产连续的碳纤维增强聚合物复合材料。

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