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乘坐第 24 次 SpaceX 任務前往空間站的驚人科學實驗

生物列印是 3D 列印的是一個子類別,它使用活細胞和生物分子來列印組織結構。德國航天局Bioprint FirstAid 的一項研究展示了一種行動式手持式生物印表機,該印表機使用患者自己的面板細胞建立組織形成貼片以覆蓋傷口並加速癒合過程。

在未來的月球和火星任務中,生物列印這種定製的貼片可以幫助解決太空中可能發生的傷口癒合變化,並使治療複雜化。在執行任務之前提取個人的細胞將使對傷害做出更直接的反應。

“在載人太空探索任務中,面板損傷需要快速有效地治療,”德國航天局德國航天局專案經理邁克爾貝克爾說。“移動生物列印可以顯著加速癒合過程。個性化和個體化的基於生物列印的傷口治療可能會帶來很大的好處,並且是在太空和地球上進一步個性化醫療的重要一步。”

個性化的治療貼片在地球上也有潛在的好處,可以在任何需要的地方提供更安全、更靈活的治療。研究人員計劃在德累斯頓技術大學研究列印在地面上的空間列印補丁和樣本。

用於治療多種人類疾病的單克隆抗體在液體中不易溶解,因此通常必須在臨床環境中靜脈注射。對於需要治療的人來說,注射到面板或肌肉中的治療可能更容易獲得和負擔得起,並且使用更少的昂貴資源。CASIS PCG 20繼續致力於使默克研究實驗室開發的單克隆抗體結晶,該抗體是一種針對多種癌症的藥物的活性成分。科學家們分析這些晶體以瞭解有關成分結構和行為的更多資訊,目的是創造可以在醫生辦公室甚至家裡注射的藥物配方。之前的一項調查,PCG-5,產生了 高質量的結晶懸浮液,有助於不斷努力配製用於注射給藥的藥物。

評估感染風險

科學家們觀察到,太空飛行有時會增加潛在有害微生物的毒力,並可能降低人體免疫功能,從而增加患傳染病的風險。Host Pathogen透過在太空飛行之前、期間和之後培養從機組人員收集的細胞,使用在模擬太空飛行條件下生長的細菌和未改變的細菌來評估太空引起的免疫狀態變化。結果有助於評估傳染性微生物可能構成的潛在風險,並可能支援制定對策。更好地瞭解壓力如何削弱免疫功能也可以改善對地球上免疫系統受損者的護理。

監測微重力下植物芽和根的發育,以幫助科學家瞭解植物感知和適應環境變化的機制。植物可以作為人類生命支援系統的重要組成部分,用於長期太空飛行和月球和火星的居住。然而,太空種植的植物會受到多種因素的壓力,最近的研究表明,植物中的基因表達會隨著這些壓力因素而發生變化。更好地瞭解這些變化可以利用對壓力源的反應來開發更適合在太空環境中生長的植物。在這項調查中,植物生長在 Techshot 新設計的 Phytofuge 模組的培養皿中。

空間站上的宇航員會多次穿一件衣服,然後換上執行補給任務的新衣服。有限的貨運能力使這成為一個挑戰,並且不是諸如前往月球和火星之類的更長任務的選擇。寶潔公司 (P&G) 開發了 Tide Infinity,這是一種專門用於太空的完全可降解洗滌劑,PGTIDE研究其去汙成分的效能以及配方在微重力下的穩定性。

“從科學的角度來看,外地洗滌的主要挑戰包括對與空氣淨化系統相容性的嚴格要求、每次洗滌處理可用的水量有限,以及要求將洗衣水淨化回可飲用水,”寶潔公司研究員馬克西維克說。

他補充說,一旦這項技術在太空中得到驗證,Tide 將使用這些清潔方法和洗滌劑來推進地球上可持續的、低資源使用的洗衣解決方案。

在太空製造的零件

渦輪 SCM測試了一種在微重力下加工耐熱合金部件的商業製造裝置。合金是由至少兩種不同的化學元素組成的材料,其中一種是金屬。研究人員希望在微重力下加工的超級合金零件與在地球上加工的零件相比,具有更均勻的微觀結構和更好的機械效能。這些卓越的材料可以提高渦輪發動機在航空航天和地球發電等行業的效能。渦輪 SCM 由 Redwire Space 遠端操作。

Redwire Mission Solutions 總經理 Justin Kugler 表示:“我們將繼續利用空間站作為重要平臺來促進科學發現、驗證低地球軌道商業基礎設施的能力,並證明深空探索技術。” “我們在這次任務中的有效載荷代表了我們在軌制造和研發能力的廣度和多功能性,可以提供新的工業產品,以支援長期載人航天飛行並造福地球上的人們。”

作為空間科學家的學生和公民

在高等教育機構註冊的學生可以設計和構建微重力實驗,作為美國宇航局公民科學學生有效載荷的機會 ( SPOCS ) 的一部分。作為實驗的一部分,選定的團隊讓 K 到 12 年級的學生成為公民科學家。公民科學允許非專業科學家的個人為現實世界的研究做出有意義的貢獻。在上站NASA STEM專案資助的實驗飛行在這個SpaceX公司提供補給的任務,包括從微重力抗生素耐藥性研究的哥倫比亞大學,一個在微重力如何影響從愛達荷大學耐藥細菌的材料。

哥倫比亞大學的外展負責人兼協議生物學家西奧·納爾遜指出,太空輻射會導致細菌突變率增加,並且對抗生素具有抗藥性的菌株的出現對未來的長期太空任務構成了潛在威脅。“這些細菌存在於我們的身體中,因此不可能透過遏制來消除這種威脅,”納爾遜說。“我們的研究,在微重力環境中表徵抗生素耐藥性,或 CARMEn,旨在表徵特定細菌組合的基本生物學特徵,並提高我們對微重力如何影響這些菌株單獨和組合引起疾病的能力的理解。”

愛達荷大學團隊成員 Niko Hansen 說:“微生物的存在和生長對機組人員的健康和元件的材料完整性構成了風險。” 他指出,在航天器內的高接觸表面使用抗微生物生長的材料提供了一種潛在的補救措施。該團隊依靠公民科學家篩選了一些著名的化學物質,並確定要在微重力下評估哪一種。

分類: 歷史
時間: 2021-12-14

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