太空生物技術(shù)公司Yuri依靠3D打印來實(shí)現(xiàn)微重力下的生物實(shí)驗(yàn)

南極熊導(dǎo)讀：不受重力影響的細(xì)胞生長可能會徹底改變藥物開發(fā)。尤其是在國際空間站上進(jìn)行干細(xì)胞、人造器官、表面和材料的定制實(shí)驗(yàn)。

2024年4月3日，南極熊獲悉，德國太空生物技術(shù)初創(chuàng)公司Yuri開發(fā)了一種模塊化3D打印流體系統(tǒng)，用于微重力環(huán)境下的生物實(shí)驗(yàn)。

該流體系統(tǒng)由雙向蠕動泵驅(qū)動，按預(yù)先設(shè)定的時間表運(yùn)行，并與泵和電子元件一起封裝在一個尺寸為40 x 40 x 80毫米的鋁制外殼中。每個科學(xué)殼由四個3D打印模塊組成：一個流體存儲模塊（或水箱）、一個培養(yǎng)室模塊（用于進(jìn)行生物實(shí)驗(yàn)的地方）、一個流體芯片模塊（用于流體管理以及所有其他模塊之間的機(jī)械和流體接口）和一個泵模塊。

這些組件組合在一起被稱為ScienceShell。ScienceTaxi是一個用于生物樣本微重力研究的商用全自動培養(yǎng)箱，總共裝有38個ScienceShell。

Yuri公司是一家生物技術(shù)公司，利用太空微重力環(huán)境開發(fā)和制造優(yōu)質(zhì)生物技術(shù)產(chǎn)品。該公司為細(xì)胞結(jié)構(gòu)和蛋白質(zhì)晶體開發(fā)模塊化生物反應(yīng)器和孵化器，用于世界各地科學(xué)家的研究。該公司擁有一支由30多名太空工程師和生物學(xué)家組成的團(tuán)隊(duì)，與美國國家航空航天局（NASA）、歐洲航天局（ESA）、葛蘭素史克公司（GSK）和柏林夏里特大學(xué)（Charité Berlin）等機(jī)構(gòu)合作，為國際空間站開發(fā)了20多個有效載荷。

△早些時候，Yuri開發(fā)的全自動微型實(shí)驗(yàn)室盒

通過3D打印技術(shù)開發(fā)ScienceShell流體系統(tǒng)模塊

有了3D打印技術(shù)，Yuri公司能夠增加其ScienceShell流體系統(tǒng)設(shè)計的復(fù)雜性和精確性。復(fù)雜的內(nèi)部通道能夠在水箱和培養(yǎng)室之間 "精確分配 "液體。這種技術(shù)還允許公司根據(jù)客戶的要求定制設(shè)計模塊，縮小流體系統(tǒng)的尺寸，以便在ScienceTaxi中放置更多的模塊。這意味著可以同時容納幾家公司的ScienceShell或者客戶可以增加樣本量。

△Formlabs Form 3B 3D打印機(jī)

ScienceShells是利用Formlabs PreForm平臺開發(fā)的。Yuri表示，該平臺提供了 “強(qiáng)大的流程可視性和變更可追溯性”，同時易于使用。所有四個模塊都用BioMed Clear Resin材料在Formlabs Form 3B+上打印出來，立體光刻工藝因其善于產(chǎn)生高度精細(xì)和復(fù)雜的設(shè)計而被廣泛應(yīng)用。Yuri還注意到，該技術(shù)的層間化學(xué)鍵合有助于提高各向同性和機(jī)械強(qiáng)度，而打印床的光滑表面意味著通常無需打磨。

盡管并非總是需要打磨打印后的部件，但所有部件都需要在異丙醇溶液中清洗，以去除空腔和內(nèi)部通道中未固化的樹脂，然后在固化步驟中使用紫外線輻射，以最大限度地提高機(jī)械性能。支撐后零件上留下的痕跡和凹凸用砂紙去除。