太空可能是人體器官生長的理想場所
現在，三維打印機已經組裝了糖果，衣服。但是在接下來的十年中，專業的生物打印機可能會開始在太空中建立功能正常的人體器官。事實證明，與重力較重的地球相比，太空中的最小重力條件可能為建築器官提供了更理想的環境。
如果成功的話，用空間打印的器官可以幫助縮短移植等待時間，甚至消除器官排斥反應。儘管它們還有很長的路要走，但（ISS）的研究人員希望最終能夠從成年人類細胞（包括幹細胞）組裝器官。
醫學領域直到普遍 3D打印，特別是在再生醫學和假肢等生物醫學領域。到目前為止，這些打印機通過攪動重複的生物層來生產，和不同類型的的早期版本，是由活的人體細胞和其他組織組成的物質，旨在模仿圍繞器官生長的自然環境。
科學家已經打印出簡單的器官前結構，例如和。不過，目前，大多數模型難以保持直立。
最近，研究人員發現地球可能不是生長獨立器官的最佳環境。由於重力在不斷增長的過程中不斷壓低這些精緻的結構，因此研究人員必須在腳手架周圍包裹組織，會使脆弱的靜脈和血管，並阻止即將出現的器官正常生長和發揮功能。然而，在微重力內部，軟組織可以自然地保持其形狀，而無需周圍的支撐，這一發現驅使研究人員進入太空。
印第安納州的一家制造實驗室認為，其技術可以在太空中發揮關鍵作用。3D BioFabrication Facility（BFF）是一種特殊的3D打印機，它使用bioink構建比人類頭髮薄幾倍的層。BFF是航天設備開發商Techshot和3D打印機制造商nScrypt的創意，於2019年7月乘坐SpaceX CRS-18前往國際空間站。
目前，該項目著重於建造越來越厚的人造心臟組織並將其傳遞迴地球。一旦印刷的心臟組織達到一定的厚度，研究人員就很難確保印刷結構的各層有效地相互生長。最終，他們希望器官完全成形。
儘管該技術尚不存在，但最終需要器官和神經末梢才能正常運轉。
下一階段-在顯微鏡下和在動物體內測試心臟斑塊-可能會持續四年。至於整個器官，Techshot聲稱計劃在2025年以後開始生產。目前，該項目仍處於起步階段。
"如果您看一下我們印刷的內容，它看起來非常適中，" Techshot公司發展副總裁Rich Boling說。"這只是一個長方體形狀的矩形框。我們只是想讓細胞生長一層到下一層。"
太空人員首先使用從地球發送來的細胞創建定製的生物混合物，然後將它們用類似注射器的工具加載到BFF中。
然後，研究人員將一個裝有生物反應器的盒式磁帶插入BFF，該系統模仿正常的身體功能，對健康組織的生長至關重要，例如提供營養和沖洗廢物。
Techshot工程師通過支持NASA的安全數字路徑與ISS宇航員聯繫。鏈接使Techshot可以遠程命令BFF功能，例如泵壓力，內部溫度，照明和打印速度。
對於不同的組織類型，此步驟可能需要12到45天。完成並硬化後，該結構將返回原位。
到目前為止，研究人員已經經歷了三個測試過程，每個過程都更加精確。今年三月，他們將開始第三輪實驗。
生物打印機太空競賽
Boling說，BFF實驗室是開發這種特定類型的微重力生物打印機的唯一團隊。不過，它們並不是唯一想要在太空中打印人體器官的人。
俄羅斯的一個項目也進入了生物打印太空競賽，但是他們的技術卻大不相同。與BFF的生物分層方法不同，俄羅斯生物技術實驗室使用生產組織。電磁鐵產生一個磁場，在該磁場中，懸浮的組織形成所需的結構-從科幻小說的書頁上剝奪的技術。
這是一家商業公司，例如BFF，這是由一家俄羅斯醫療公司創建的，臭名昭著地在成功之後，俄羅斯團隊於2014年3月創造了歷史。
上個月，他們的工作人員創建骨組織。與美國項目相似，3D Bioprinting Solutions旨在製造功能正常的人體組織和器官進行移植和一般修復。
"僅僅因為我們有技術去做，我們應該去做嗎？"
如果3D BioFabrication Facility在人體器官方面取得成功，那麼它們將在地球上受到徹底的管制。Rich Boling說，美國對任何藥物的審批過程都非常嚴格，這對這項史無前例的發明構成了挑戰。Techshot預測太空印刷器官獲得法律批准至少需要10年，儘管這是不準確的估計。
隨著法規的接受，以微重力印刷的人體組織可能會遭遇社會壓力。
每個國家都有與醫學移植有關的不同法律。然而，隨著生物工程技術進入，國際科學研究界可能需要為新星之間的合作制定新的指南。
美國國際空間站說："隨著近幾年低地球軌道的商業化持續增長，我們確實必須非常仔細地研究適用於此的規定。"國家實驗室臨時首席科學家邁克爾·羅伯茨（Michael Roberts）。"而且其中一些法規將誤入與道德相關的問題：僅僅因為我們擁有做到這一點的技術，我們應該這樣做嗎？"
愛丁堡大學科學技術與創新研究講師Niki Vermeulen 了3D生物打印實驗的社會意義。像任何與地球有關的項目一樣，她敦促科學家不要在此過程中過早喚起人們的希望。尋求器官移植的人可以在線閱讀有關BFF的信息，並認為它很快就可以滿足他們的需求。
"我認為現在最重要的是期望管理，" Vermeulen說。"因為這樣做確實很困難，當然我們真的不知道它是否會起作用。" 如果能做到，那就太了不起了。"
另一個主要問題是成本。她說，與其他尖端生物技術創新一樣，這些器官也可能構成重大的負擔能力挑戰。Techshot 單個太空打印的器官實際上可以比人類供體花費的成本低，因為某些人必須為一生的抗排斥藥物和/或多次移植付出代價。但是，與傳統的捐贈者途徑相比，目前尚無法確定BFF流程實際上將花費多長時間。
他說，該小組目前正在努力確定並最小化任何危險。BFF實驗遵守關於"人體細胞，組織以及基於細胞和組織的產品" 。
現在，地面研究人員希望完善人類細胞的處理方法：目前有100多項美國臨床試驗測試培養的人類細胞，以及數百種具有多種來源的測試培養的幹細胞。
接下來是什麼
在今年三月進行下一輪打印測試後，Techshot將與希望打印軟骨，骨骼和肝組織等材料的公司和研究機構共享該生物打印機。Boling說，他們目前正在為這些其他用途準備生物打印機，這可能會改善整個醫療保健領域。
為了加快航天員的工作速度，Techshot現在正在建立一個，該可以在軌道上生產多種類型的電池。這項技術可以減少在地球和太空之間傳遞細胞的數量。
總部位於俄羅斯的3D生物打印解決方案類似地計劃在開發其核心項目的同時。
邁克爾·羅伯茨（Michael Roberts）表示，近年來，國際太空站（ISS）已涉足了許多商業活動，而且在那裡越來越擁擠。在40到50年前之間，基於太空的實驗開始興起，儘管直到最近，它們仍主要將衛星通信和遠程觀測技術放在首位。從那以後，衛星的體積從公共汽車大小縮小到比鞋盒小。
羅伯茨（Roberts）目睹了過去十年來人們關注的科學領域不斷擴大，包括醫學在內。美國國立衛生研究院（National Institutes of Health）等組織現在都在尋找空間來改善治療方法，從大型製藥公司到小型初創公司的所有東西都需要加入。
他說："他們的每個表面都有東西卡住。"
由於國際空間站（ISS）的空間和外部連接點已用完，羅伯茨（Roberts）預測，商業企業將建造新設施，用於製造和工廠增長等特定活動。他認為這是進一步創新的良機，因為ISS最初是為更廣泛的目的而設計的。
總體而言，太空可能看起來與第一次探索時代大不相同。
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