3D打印技術(shù)成為NASA SpaceX-33補(bǔ)給任務(wù)核心，推動太空醫(yī)療與制造新突破

2025年8月25日，南極熊獲悉，美國宇航局（NASA）SpaceX第33次商業(yè)補(bǔ)給任務(wù)即將于8月底發(fā)射，搭載多項(xiàng)前沿3D打印相關(guān)研究項(xiàng)目前往國際空間站（ISS）。本次任務(wù)聚焦3D生物打印、工程肝組織行為觀察、微重力環(huán)境下骨形成細(xì)胞研究，以及太空金屬3D打印等領(lǐng)域，旨在推動太空探索與地球應(yīng)用的深度融合。

更好的神經(jīng)橋

研究人員正在研發(fā)一種可在微重力環(huán)境下植入的裝置，用于支持損傷后的神經(jīng)再生。該裝置采用生物打印技術(shù)制造，生物打印是一種使用活細(xì)胞或蛋白質(zhì)作為原材料的3D打印技術(shù)。

創(chuàng)傷性損傷會在神經(jīng)之間留下缺口，而現(xiàn)有的治療方法恢復(fù)神經(jīng)功能的能力有限，甚至可能導(dǎo)致身體功能受損。一種用于彌合神經(jīng)缺口的生物打印裝置可以加速康復(fù)并保留功能。

Auxilium Biotechnologies首席研究員Jacob Koffler表示：“在此次任務(wù)中，我們計劃打印多達(dá) 18個植入物，并預(yù)計在2026年和2027年在地面進(jìn)行臨床前研究。” 在微重力環(huán)境下生物打印的組織可能比在地球上制造的組織質(zhì)量更高，它的結(jié)果可能支持未來在太空制造醫(yī)療設(shè)備，供執(zhí)行太空任務(wù)的宇航員和地球上的患者使用。

帶有血管的生物打印組織

研究人員計劃在地面上生物打印含有血管的肝臟組織，并研究它在微重力環(huán)境下的發(fā)育情況。研究結(jié)果或?qū)⒂兄谧罱K生產(chǎn)出可在地球上移植的完整功能性器官。

Winston-Salem再生醫(yī)學(xué)研究所首席研究員James Yoo表示，此前的一項(xiàng)任務(wù)測試了這種生物打印的肝臟組織在太空中能否存活并發(fā)揮作用。此次任務(wù)或?qū)⒔沂疚⒅亓Νh(huán)境能否促進(jìn)生物打印組織的發(fā)育。

Yoo說道：“我們尤其熱衷于加速組織中血管網(wǎng)絡(luò)的發(fā)育?！毖芫W(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生維持這些組織功能和健康所需的血管。

阻止骨質(zhì)流失

對微重力環(huán)境下的骨形成干細(xì)胞的研究可以深入了解宇航員在太空飛行過程中經(jīng)歷的骨質(zhì)流失的基本機(jī)制。研究人員在體內(nèi)發(fā)現(xiàn)了一種名為IL-6的蛋白質(zhì)，它可以向干細(xì)胞發(fā)送信號，促進(jìn)骨形成或骨質(zhì)流失。這項(xiàng)研究旨在評估阻斷IL-6信號是否能減少太空飛行期間的骨質(zhì)流失。

佛羅里達(dá)州梅奧診所首席研究員Abba Zubair表示：“如果我們成功了，這種化合物還可以用于治療與地球上骨質(zhì)流失相關(guān)的疾病，例如骨質(zhì)疏松癥和某些類型的癌癥。”

太空中的金屬打印

隨著任務(wù)持續(xù)時間和與地球距離的增加，補(bǔ)給變得更加困難。3D打印可用于按需制造零件和專用工具，從而增強(qiáng)任務(wù)的自主性?？臻g站研究在塑料3D打印方面取得了長足進(jìn)步，但塑料并非適用于所有用途。歐洲航天局（ESA）的金屬3D打印機(jī)研究基于近期成功在太空打印首批金屬部件。

太空打印件的質(zhì)量將與地面上的參考打印件進(jìn)行比較。歐空局技術(shù)官員Rob Postema表示：“我們將采用不同的策略打印幾個小立方體，以幫助確定太空金屬打印機(jī)的最佳打印方法，同時還會打印兩個小噴嘴，以檢驗(yàn)在微重力環(huán)境下打印的航天器部件的質(zhì)量?！?

此次調(diào)查是歐空局發(fā)展空間制造和材料回收能力的延續(xù)。歐空局調(diào)查團(tuán)隊包括空中客車防務(wù)與航天公司（SAS）以及法國用戶支持中心CADMOS。