C помощью напечатанной на 3D-принтере кожи и костей выращенных из собственных клеток астронавты исцелятся

Всем известно, что в космосе нет врачей, что является проблемой, особенно если в подобном месте один из участников полета травмируется. Теперь исследователи из Дрезденского технического университета (TUD) разработали метод трехмерной биопечати для использования в космосе, создавая новую кожу и костную ткань из ресурсов, которые могут быть доступны астронавтам. Жизнь космонавтов, находящихся на Международной космической станции (МКС) очень сложна.

Люди много лет эволюционировали, чтобы жить под действием силы тяжести Земли, поэтому наши тела не функционируют должным образом после покидания нашей планеты. Циркуляция жидкости в организме нарушается, мышцы атрофируются, а кости теряют массу и становятся более восприимчивыми к переломам.

Преимущества технологии

Это означает, что астронавты могут извлечь большую пользу из технологий трехмерной биопечати, которая здесь, на Земле, может помочь хирургам и врачам залатать раны или даже напечатать новые функционирующие органы для трансплантации. Регулярная 3D-печать уже рассматривалась для космических путешествий, помогая астронавтам создавать новые инструменты или даже что-то большее используя только поверхность Марса.

Таким образом, исследователи TUD стремились объединить эти два направления, чтобы астронавты смогли печатать не только инструменты, но и куски кожи, а иногда даже кости, чтобы залатать раны. Но у этой идеи есть два основных препятствия: во-первых, поставка необходимых чернил в космос – достаточно затруднительный процесс, а во-вторых, жидкие чернила могут разлетаться из-за отсутствия гравитации.

Решение проблем

Чтобы решить первую проблему, команда TUD предположила, что сами астронавты могут быть источником чернил для принтера. Плазму из крови можно использовать для создания клеток кожи, а стволовые клетки можно превратить в кости. «Клетки кожи можно напечатать с использованием плазмы, которая находится в крови человека в качестве «био-чернил», богатых питательными веществами, - которые будут легко доступны для всех членов команды», - говорит Нивес Кубо, один из участников проекта.

«Для изготовления образца кости потребовалось напечатать стволовые клетки человека с подобной композицией био-чернил с добавлением костного цемента с фосфатом кальция в качестве материала, поддерживающего структуру, который впоследствии абсорбируется во время фазы роста». Вторая проблема -гравитация, была решена путем изменения вязкости полученных из плазмы био-чернил, которые обычно являются достаточно текучими.

Исследователи добавили в смесь метилцеллюлозу и альгинат, что увеличивает вязкость чернил и препятствует их распространению в пространстве. Эти ингредиенты могут быть получены из растений и водорослей, которые астронавты будут выращивать, и поэтому не будет проблем с их получением. Несмотря на то, что мы не можем искусственно воссоздать среду с низкой гравитацией на Земле, команда во время экспериментов выяснила, что новые био-чернила не будут проливаться при запуске 3D-принтера вверх ногами.

И это сработало, когда чернила оставались на месте и сохраняли свою форму, и, следовательно, можно предположить, что смесь пригодна для использования в космосе. «Возможность 3D-биопечати позволит астронавтам залечивать собственные раны по мере их возникновения», - говорит Кубо. «В случае ожогов, например, новая кожа может быть отпечатана с помощью принтера вместо того, чтобы быть перенесенной из другого места на теле астронавта, нанося вторичный ущерб, который может не зажить в орбитальной среде.

«Или в случае переломов костей - скорее всего, из-за невесомости космоса в сочетании с частичной гравитацией Земли на уровне 0,38 - запасная кость может быть вставлена в поврежденные области. Во всех случаях материал будет создаваться самим астронавтом, поэтому организм астронавта с легкостью принял бы изменения. " Вы можете увидеть процесс тестирования материалов для принтера в видео ниже.