科幻故事中的很多場(chǎng)景已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)！所以，我們有理由相信未來(lái)的太空中會(huì)用到生物打印機(jī)。

例如，一名宇航員在前往火星的長(zhǎng)途航行中可能被化學(xué)物質(zhì)嚴(yán)重灼傷，那么他會(huì)對(duì)宇宙飛船上有能打印出一塊新皮膚的設(shè)備而感到欣慰?；蛘?，展望更遠(yuǎn)的未來(lái)，一個(gè)火星殖民者可能會(huì)遭受肝功能衰竭的折磨，如果醫(yī)生可以打印出一個(gè)替代器官，那么他就能被救治。

從人類的航天能力和3D生物打印技術(shù)（一種快速發(fā)展的技術(shù)，3D生物打印機(jī)可以擠出生物材料和細(xì)胞，逐層推擠構(gòu)建出生物組織）的發(fā)展現(xiàn)狀來(lái)看，這些場(chǎng)景還是很遙遠(yuǎn)的。

但是，生物打印機(jī)公司Allevi和在國(guó)際空間站（ISS）上有兩臺(tái)3D打印機(jī)的MadeinSpace公司新建立起了合作伙伴關(guān)系，這是朝著科幻故事里的那些醫(yī)學(xué)場(chǎng)景邁出去的第一步。

Allevi設(shè)計(jì)了ZeroG生物擠出機(jī)，它能夠在微重力條件下打印生物材料。為確保它可以很容易地插入到MadeinSpace的打印機(jī)中，兩家公司已經(jīng)在聯(lián)手工作?！拔覀兿Ｍ鼘?duì)宇航員來(lái)說(shuō)是即插即用的”，Allevi（前身為BioBots公司）的CEORickySolorzano說(shuō)。

ZeroG還只是一個(gè)概念產(chǎn)品，但兩家公司似乎都有信心他們可以在不久的將來(lái)將擠出機(jī)送到國(guó)際空間站。Solorzano說(shuō)：“我們?cè)谏锊牧戏矫鎿碛胸S富的經(jīng)驗(yàn)，而他們知道如何將物品送到太空。”

照片來(lái)源：MadeinSpace

Allevi的生物打印擠出機(jī)放入此處所示的MadeinSpace打印機(jī)。

MadeinSpace于2014年首次將3D太空打印機(jī)送上國(guó)際空間站，并在2016年增加了一臺(tái)。在太空中進(jìn)行3D打印需要需要對(duì)擠壓過(guò)程進(jìn)行仔細(xì)的控制，因?yàn)槟悴粫?huì)希望材料的液滴漂浮到周圍；還需要控制機(jī)器的工作溫度，因?yàn)槲⒅亓Νh(huán)境中缺少我們?cè)诘厍蛏狭?xí)以為常的對(duì)流，所以“要保持熱的部分熱冷的部分冷是很困難的”，MadeinSpace總裁兼CEOAndrewRush解釋說(shuō)。

為了打印出像水凝膠（一種常用作細(xì)胞“支架”的生物相容性材料）這樣的生物材料，Allevi的ZeroG擠出機(jī)有一個(gè)用來(lái)驅(qū)動(dòng)注射器（在右側(cè)）的活塞（在左側(cè)）。為了構(gòu)造出想要的幾何形狀的物體，關(guān)鍵是要控制材料的擠出。這些材料會(huì)立即粘合在一起，每一層與前一層粘合。

在地球上進(jìn)行生物打印，進(jìn)展情況不錯(cuò)！很多研究人員已經(jīng)成功打印出人體皮膚，盡管他們的技術(shù)尚未被臨床應(yīng)用。但是打印器官是一項(xiàng)艱巨得多的任務(wù)，因?yàn)槠鞴偈怯啥喾N細(xì)胞組成的，并且與血管和神經(jīng)交織在一起。像Organovo這樣的公司正在努力應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)。也許火星殖民成為現(xiàn)實(shí)的時(shí)候，這項(xiàng)技術(shù)就已經(jīng)準(zhǔn)備好了。

一旦ZeroG擠出機(jī)能與ISS上的打印機(jī)集成，它還將有幾個(gè)可立即進(jìn)行的應(yīng)用。Solorzano表示，Allevi向世界各地的實(shí)驗(yàn)室分發(fā)了200多臺(tái)打印機(jī)，他希望這些用戶能夠提議科學(xué)實(shí)驗(yàn)：他們可以在ISS和地球上同時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較。

關(guān)于生物材料在太空中的表現(xiàn)，有很多有趣的科學(xué)問(wèn)題。例如，Solorzano說(shuō)研究人員可能會(huì)研究骨骼是如何形成并是如何應(yīng)對(duì)重力不足的，這對(duì)要在太空中度過(guò)更長(zhǎng)時(shí)間的宇航員來(lái)說(shuō)是一個(gè)重要的問(wèn)題。

另一個(gè)應(yīng)用建立在MadeinSpace推動(dòng)的“太空制造”（Space-enabledmanufacturing）概念（即微重力將使一些無(wú)法在地球上制造的和在太空中有實(shí)際價(jià)值的特殊種類的材料和產(chǎn)品的生產(chǎn)成為可能）的基礎(chǔ)上。MadeinSpace公司已經(jīng)在國(guó)際空間站上進(jìn)行光纖制造試驗(yàn)，Merck制藥公司也正在研究可能對(duì)藥物釋放有用的晶體。

Allevi會(huì)發(fā)現(xiàn)在太空中長(zhǎng)出的某些類型的生物組織對(duì)地球上的人有用嗎？Solorzano說(shuō)：“這是一個(gè)更深入的問(wèn)題，但如果不進(jìn)行基礎(chǔ)的生物學(xué)實(shí)驗(yàn)，我們就無(wú)法知道答案?！?/p>

有兩種辦法可以讓該擠出機(jī)進(jìn)入國(guó)際空間站：Allevi可以說(shuō)服NASA將它帶到NASA自己的實(shí)驗(yàn)，或者在可于國(guó)際空間站上的國(guó)家實(shí)驗(yàn)室做研究的研究人員的要求下將其送上空間站。

無(wú)論采用哪種方式，ZeroG擠出機(jī)都必須通過(guò)NASA的安全和驗(yàn)證檢查。“所有送到太空的東西都經(jīng)歷了這個(gè)過(guò)程”，MadeinSpace的Rush說(shuō)。航天局需要評(píng)估所有的材料和系統(tǒng)，以確保它們不會(huì)對(duì)宇航員的健康或國(guó)際空間站的運(yùn)行造成威脅。Rush說(shuō)：“NASA需要知道，如果設(shè)備遭遇某些事情，它將會(huì)以安全的方式失靈。”

在太空中進(jìn)行生物打印的最大障礙可能是材料。Allevi獲得將水凝膠等生物材料送到國(guó)際空間站的許可是相對(duì)容易的，但要獲準(zhǔn)將填充著水凝膠支架的人體細(xì)胞送至太空站就要困難得多。Solorzano說(shuō)：“我們需要弄清楚國(guó)際空間站上在處理細(xì)胞方面有哪些限制?！?/p>

Rush說(shuō)，在設(shè)備獲得運(yùn)往太空的許可之前還有另外一個(gè)步驟，即ZeroG擠出機(jī)必須在NASA的搖床上待上一段時(shí)間，“他們必須確保它能經(jīng)受住火箭升空的考驗(yàn)。”