將3D打印心臟送入太空，科學(xué)家將深入研究心臟的衰老過程

2023年9月7日，南極熊獲悉，作為AstroCardia項目的一部分，五家比利時公司和研究中心正在合作，使用3D打印技術(shù)開發(fā)人造心臟和循環(huán)系統(tǒng)，并計劃將其送往太空。該項目由Space Application Services、SCK CEN、QbD Group、BIO INX和Antleron共同開發(fā)，預(yù)計在2025年將人造心臟送往國際空間站（ISS）。

△AstroCardia項目

AstroCardia研究人員表示，由于無法對活體心臟進(jìn)行深入檢查，他們決定通過生物3D打印技術(shù)制造微型化的人體心臟和人工循環(huán)系統(tǒng)，以便更深入地研究心臟的衰老過程。

通過將3D打印的心臟送入太空軌道，科學(xué)家們希望能夠更好地研究心臟的衰老過程，因為在太空中，心臟的老化速度比在地球上快20倍。

空間應(yīng)用服務(wù)研究員Hilde Stenuit解釋道：“隨著年齡的增長，我們的心臟會發(fā)生變化。它會逐漸變大、變硬，動脈會鈣化，泵血能力下降。在太空中，壓力、微重力和輻射等因素會導(dǎo)致心臟衰老過程加速，速度快20倍。因此，太空環(huán)境為我們提供了獨特的機(jī)會，可以獲得在地球上無法獲得的研究成果。我們開發(fā)的平臺將允許我們研究驅(qū)動心臟衰老的機(jī)制。”

△AstroCardia 3D生物打印機(jī)

將3D打印心臟送入太空

在3D打印過程中，心肌細(xì)胞被打印到幾平方毫米大小的芯片上。

AstroCardia團(tuán)隊表示，在進(jìn)行微型心臟模型的3D生物打印時，專業(yè)材料至關(guān)重要。這包括具有微米精度的3D生物打印機(jī)、活干細(xì)胞和由比利時初創(chuàng)公司BIO INX提供的"生物墨水"。

研究人員聲稱，這種"生物墨水"包括生物材料和干細(xì)胞，可以發(fā)育成人體內(nèi)任何可能的細(xì)胞。然后，這些細(xì)胞會分裂并組織起來，創(chuàng)建一個正在發(fā)育的人類心臟模型，也被稱為"類器官"。

人工循環(huán)系統(tǒng)用于為心臟提供刺激、氧氣和營養(yǎng)，直到其成熟并發(fā)揮功能。目前，科學(xué)家們可以進(jìn)行相關(guān)測試，主要測試將于2025年在國際空間站上進(jìn)行。

△心臟芯片是一塊幾平方毫米的芯片，它的表面覆蓋著心肌細(xì)胞

SCK CEN的放射學(xué)專家Kevin Tabury博士評論道：“雖然微型心臟只有奇亞籽大小，但它可以很好地模仿人類的心臟。這項創(chuàng)新技術(shù)將使我們能夠更好地研究心血管疾病并測試一些潛在的藥物�！�

Tabury博士補充說，該團(tuán)隊還可以使用患者的干細(xì)胞個性化3D打印心臟。這將使團(tuán)隊能夠有效地培育出患者心臟的微型版本。同時，這將代表"個性化醫(yī)療的巨大飛躍"。

△AstroCardia任務(wù)控制中心

天基心臟研究

3D打印心臟一旦發(fā)射到國際空間站，該設(shè)備將保持至少六周的活性，并將受到實時監(jiān)控。

隨后3D打印的器官模型隨后將返回地球，來自制藥公司QbD和核研究中心SCK CEN的研究人員將對其進(jìn)行詳細(xì)分析。

通過這次太空實驗，AstroCardia合作伙伴希望研究發(fā)達(dá)的心血管系統(tǒng)在太空環(huán)境中是否可以作為心臟衰老的科學(xué)模型。

QbD首席信息官Martijn Reniers補充道："通過這個項目，我們的視野超越了現(xiàn)有的范圍。我們今天已經(jīng)關(guān)心社會明天將面臨的問題。健康的心臟不僅對于目前患有心血管疾病的人很重要，對于探索太空的健康宇航員也很重要。"