3D打印技術(shù)成為NASA SpaceX-33補給任務(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)補給任務(wù)即將于8月底發(fā)射，搭載多項前沿3D打印相關(guān)研究項目前往國際空間站（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 18個植入物，并預(yù)計在2026年和2027年在地面進行臨床前研究?！?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。”血管網(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)，它可以向干細胞發(fā)送信號，促進骨形成或骨質(zhì)流失。這項研究旨在評估阻斷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?！?br />

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的最佳打印方法，同時還會打印兩個小噴嘴，以檢驗在微重力環(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。