Две компании объединили усилия, чтобы отправить 3D-биопринтер на МКС

Биоэкструдер ZeroG, созданный компанией Allevi, может помочь астронавтам лучше разобраться в поведении биоматериалов в космосе

Когда наша реальность догонит мечты фантастов, наличие биопринтера в космосе будет оправданным по многим причинам. К примеру, космонавт во время долгого путешествия к Марсу может получить ожог, работая с химикатами, и он будет очень благодарен возможности распечатать новый кусочек кожи. Или в ещё более далёком будущем колонист на Марсе может столкнуться с отказом печени, но его смогут спасти доктора, распечатав орган для пересадки.

Пока что эти сценарии далеки от реальных возможностей, причём как в плане космических полётов, так и по состоянию 3D-биопечати – этой быстро развивающейся технологии, в которой специализированные 3D-принтеры выдавливают биоматериалы и клетки для послойного создания участков тканей.

Однако новое сотрудничество между компанией Allevi, производящей биопринтеры, и компанией Made in Space, которая уже отправила два 3D-принтера на борт МКС, представляет первый шаг к реализации этих сценариев из разряда медицинской научной фантастики.

Allevi разработала биоэкструдер ZeroG, способный на печать материалов в условиях микрогравитации, и две этих компании работали вместе, чтобы он гарантированно уместился в принтере от Made in Space. “Нам нужно, чтобы для космонавтов это устройство было типа “включил и работает”, – сказал Рики Солорзано, директор Allevi (раньше эта компания была известна как BioBots).

ZeroG – пока ещё работающий прототип, но обе компании уверены в том, что в ближайшем будущем им удастся доставить экструдер на МКС. “У нас полно опыта работы с биоматериалами, а они знают, как отправлять вещи в космос”, – говорит Солорзано.


Экструдер от Allevi помещается в показанный на фото принтер от Made in Space

Made in Space отправила первый 3D-принтер для космоса на МКС в 2014, а потом в 2016 добавила и второй. Трёхмерная печать в космосе требует тщательного контроля над процессом экструзии, чтобы капли материала не разлетались в стороны. Также необходимо контролировать рабочую температуру машины; в микрогравитации нет привычной нам на Земле конвекции воздуха, поэтому “очень сложно поддерживать горячие части в горячем состоянии, а холодные – в холодном”, – поясняет Эндрю Раш, президент и директор Made in Space.

Чтобы распечатывать такие материалы, как гидрогель – биоматериал, часто использующийся как подпорка для клеток – у экструдера ZeroG от Allevi есть поршень (на заглавном фото слева), управляющий шприцом (справа). Главная сложность – управлять экструзией материалов, мгновенно склеивающихся друг с другом, когда каждый следующий уровень сцепляется с предыдущим, так, чтобы принтер мог создавать объекты нужной геометрии.

У нас на Земле биопечать неплохо развивается. Различные исследователи успешно распечатывали кусочки человеческой кожи, хотя эти технологии пока не дошли до клинического применения. Распечатка органа – задача куда как более сложная, поскольку органы состоят из большого количества типов клеток, и пронизаны кровяными сосудами и нервами. Такие компании, как Organovo, упорно работают над реализацией этой идеи – возможно, ко времени появления на Марсе первых колонистов технология будет готова.

После интеграции экструдера ZeroG в принтер на МКС, у него появится несколько вариантов применения. Солорзано говорит, что Allevi распространила более 200 принтеров по лабораториям всего мира, и надеется, что пользующиеся ими учёные предложат свои научные эксперименты: их можно будет одновременно проводить на МКС и на Земле и сравнивать результаты, говорит он.

У науки есть много интересных вопросов о поведении биоматериалов в космосе. К примеру, Солорзано говорит, что исследователи могут изучить вопрос того, как кости формируются и реагируют на отсутствие гравитации – этот вопрос очень важен для космонавтов, много времени проводящих в космосе.

Оплатите подписку, и реклама отключится

Другое применение поддерживает продвигаемую компанией Made in Space идею о “производстве, доступном в космосе” – что микрогравитация позволит производить материалы и продукты особого рода, которые на Земле сделать невозможно, в результате чего они будут обладать большой ценностью. Компания уже экспериментирует с производством оптоволокна на МКС, а фармацевтическая компания Merck выращивает кристаллы, которые могут оказаться полезными для доставки в организм лекарств.

Откроет ли Allevi какие-то типы биологической ткани, выращенной в космосе, которые смогут пригодиться живущим на планете людям? “Это вопрос на более отдалённое будущее – но мы не сможем на него ответить, не проводя простые биологические эксперименты”, – говорит Солорзано.

На МКС аппарат можно доставить двумя способами – либо убедив НАСА в том, что экструдер будет полезен ему для своих собственных экспериментов, либо отправить его от лица учёных, имеющих права на время лаборатории МКС.

В любом случае, экструдеру придётся пройти проверки НАСА на безопасность. “Всё, что отправляется туда, проходит такие проверки”, – говорит Раш из Made in Space. Агентству необходимо изучить все материалы и системы, чтобы гарантировать отсутствие угроз для здоровья космонавтов на борту МКС. “НАСА необходимо знать, что если с устройством что-то случиться, это всё равно будет безопасно”, – говорит Раш.

Самым большим препятствием для биопечати в космосе могут стать материалы. Получить разрешение на отправку гидрогеля на МКС довольно легко, а вот одобрить отправку туда клеток человека, заполняющих эти подпорки, будет сложнее. “Нам нужно понять ограничения, связанные с работой с клеточным материалом на МКС”, – говорит Солорзано.

Есть и ещё один шаг перед получением финального разрешения, говорит Раш: экструдеру необходимо будет провести некоторое время на вибростолах НАСА. “Им надо будет убедиться, что он перенесёт полёт на ракете в космос”, – говорит он.

Источник

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

294 просмотров всего, 4 просмотров сегодня

Ещё записи на эту тему

Полезного для здоровья количества алкоголя не существует: результаты масштабного исследования... Правительствам надо рассмотреть возможность рекомендовать людям полное воздержание Исследование противоречит большинству национальных рекомендаций, в которых говорится о возможной пользе одного-дву...
Лаборатория, где паукам раскрашивают лица и делают накладные ресницы (а термиты носят плащи)... В лаборатории Флоридского университета исследователи делают самцу паука из семейства пауков-скакунов макияж. Вырубая пауков на несколько минут при помощи двуокиси углерода, учёные раскрашивают ярк...
Технология CRISPR замедлила развитие мускульной дистрофии у собак. На очереди – люди?... Порядка десяти лет назад британские ветеринары обнаружили несчастливое семейство кинг-чарльз-спаниелей, у щенков мужского пола которых развивался загадочный набор болезней до того, как им исполнит...
Неожиданная роль сыра в эволюции человека Твёрдая белая масса, найденная в разбитом кувшине в гробнице Древнего Египта, оказалась старейшим образцом твёрдого сыра. Он, вероятно, был сделан по большей части из овечьего или козьего молок...