3D生物打印可以生产供体器官。在太空!

生物生物生物组织一直是生物生物发电机的挑战。Techshot的3D生物制造设施利用了空间的微重力来成功生产人类心脏组织。

生物印刷软组织一直是生物生产剂的挑战。Techshot的3D生物制造设施利用了微重力的空间来成功制造人类心脏组织。虽然完整的器官制造仍然多年了,但该技术为放松的等待名单和个性化的医学列表提供了有希望的步骤。

自1954年第一次肾脏成功移植以来,器官捐赠挽救了数百万的生命。但是这个现代奇迹是零和救主。可以延长的生命直接受到可用器官数量的限制,并且不断增长的捐助者清单超过了该数字。 1,000人中只有3人死亡能够捐赠的器官,而不到三分之二的美国成年人是注册的捐助者。

我们当然可以做更多的事情来确保健康的捐助器官供应,但是某些因素将始终保持不可能。也就是说,除非我们可以简单地制作它们。该建议听起来可能比科学更炼金术,但是由于技术创造力,这可能是外科医生及其患者的真正选择。

我们与Rich Boling和Rich Boling和Techshot的副总裁兼首席科学家Eugene Boland进行了交谈,Techshot是一家总部位于印第安纳州的公司,希望通过其专有的生物生产商使该选择成为现实。该公司正在从其他地方介绍这个未来的空间!

Techshot的首席科学家Eugene Boland博士在NASA的肯尼迪航天中心(Floridacredit

正如锡在锡上所说的那样,生物生产商是一种使用生物材料和超细针头制造活结构的装置。这些材料是通过一种称为生物互联的物质提供的。正如Boland所解释的那样,生物学是细胞,蛋白质,糖和其他营养素和小分子的组合。崭露头角的人体组织需要生长的一切。第一个描述的生物打印系统发生在2000年代初期。从那时起,生物生产商在制造骨骼和软骨(较硬的人体组织)方面已经获得了一些成功。然而,构成人体器官的柔软的组织被证明更加困难。由于它们的粘度低,这些柔软的生物材料被印刷后崩溃 – 地球的重力将它们分开。想想微小的果冻模具尚未正确设置。

Boland指出,为了解决这个问题,Earthbound科学家必须在其测试印刷品中添加增稠剂或脚手架。 “您正在添加一些东西,以使其更厚,以获得更好的果冻模具。要在生物打印时做同样的事情,您正在向其添加外国材料,以增加其厚度或粘度,以使其自行站立。”但是,这种异物并不是人体自然过程的一部分。它们防止细胞通过它们迁移,抑制细胞迁移率以及细胞重塑或适应其自然环境的能力。

这就是Techshot将其生物生产商3D生物制造设施(BFF)发送到空间的原因。这不是为了科幻光泽,尽管这是一个很酷的附带好处。相反,这是为了逃避地球剪切重力,以在微重力环境中尝试生物构图​​。

TechShot开发了BFF,开发了BFF来制造太空中的人体组织。 2019年7月,他们在SpaceX CRS-18货运任务上启动了生物运输工组,将运送到国际空间站。在那里,它充满了神经,肌肉和血管生物学。当BFF将细胞固定在培养的盒中,产生层比人的头发薄几倍,微重力环境确保了低粘度结构保持在一起。这是由相同的表面张力属性提供的,该物业允许那些流动的水球宇航员喜欢玩。

博兰德说:“因此,现在您可以拥有想要血管成为血管的血管细胞,想要神经的神经细胞,以及需要肌肉束的肌肉细胞。” “所有这些都将留在您将它们放入三维的位置,然后在想要的地方成长和成熟。”

将非细胞墨水添加到混合物中,以提供一些框架,并防止在打印过程中细胞滑动。但是,由于地球的重力的拉力较小,因此这种框架不需要像陆地脚手架那样脊。这种非细胞墨水是水溶性的,这意味着在打印完成后可以将其洗掉。最终结果是人类组织的更自然的制造。

一旦到达成熟组织所需的25%的细胞,将将盒式培养盒移至另一个有效载荷,即高级空间实验处理器(ADSEP)。在那里,细胞自然地生活和生长。完全分化的细胞向成年干细胞发出信号,表明它们应该是心脏细胞。干细胞生长并乘以墨水中提供的营养素。几周后,盒式盒子是人类心脏组织的家园。这一1月,TechShot宣布BFF已在ISS上培养成功的测试印刷品。这些心脏印花长30毫米乘20毫米,高12.6毫米。在一项后续实验中,BFF还制造了部分人膝弯月板的测试印刷品,这种柔软的软骨可作为Shinbone和Highbone之间的减震器。

NASA宇航员杰西卡·梅尔(Jessica Meir

对于下一次运行,TechShot希望改善细胞培养盒,精炼条件并更有效地冲洗被困的空气。它的研究人员还在考虑在轨道上制造细胞。然后是从测试打印到功能性的组织碎片(例如心脏贴片)到完全操作器官的过程。然后是太空飞行的挑战和漫长的监管道路。

布林在采访中说:“我们一直致力于在这里长期旅行。” “我们与NASA达成了协议,该协议允许我们迭代和飞行,以继续和改进。我们将BFF和ADSEP从夏末的空间站带回,以根据我们学到的知识进行这些改进,以便我们将其寄回。”

然而,意外收获远远超出了我们的捐助器官库存。生物打印有可能显着推进个性化医学领域。例如,移植的一种危险是被宿主身体拒绝。当接收者的免疫系统将挽救生命的组织视为外国入侵者并攻击它时,就会发生这种情况。大约40%的心脏接受者在第一年经历了急性拒绝,要求医生开出免疫抑制剂药物。从患者的个人干细胞库存中分解器官有可能降低这种风险。替换零件(例如心脏补丁)也可能是特定于患者的。可以构建测试印刷品,以分析患者的系统如何对特定的药物和治疗方法做出反应,从培养皿中进行体外实验,并进入更代表天然人体的微环境。

“您将拥有一个始终在拐角处的个性化药物,而不是20世纪的试用医学。 [这项技术]可能是一个答案。”博兰德说。

我们可以将生物打印带入太空。螺栓预见到这项技术可以与我们一起前往月球或以后的未来。它可以满足驻扎宇航员的个性化药品需求,或者与细胞工厂配对,可以打印由牛或猪细胞制成的肉类。道德,但与农场饲养的对应物无法区分。

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