中深前沿服务中心|国际空间站：俄罗斯宇航员在太空中3D打印软骨组织：国际空间站：俄罗斯宇航员在太空中3D

2020年7月，莫斯科的3DBioprintingSolutions公司，与肯德基合作开发3D打印鸡肉，利用鸡肉细胞和植物材料＂打印＂鸡肉，试图打造世界上第一款实验室生产的鸡块，这是其＂未来餐厅＂概念的一部分。
短短几天时间过去，这家打印公司联合俄罗斯宇航员OlegKononenko在国际空间站上又进行了软骨的生物打印，为再生医学提供了至关重要的研究价值。在这项技术中，使用了细胞外基质蛋白和干细胞等作为“3D打印墨水” ，打印的软骨组织有希望移植到人体受损的软骨组织中。

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软骨损伤的治疗应以微骨折技术为指导，形成软骨组织进行填充，还有软骨移植和骨膜移植等其他手术方法，但这些手术方法受到供体来源和排斥反应的限制。对于软骨损伤严重、缺损较多、关节退化严重的人，可能需要其他关节置换来改善症状。关节软骨破坏也是导致骨关节病的主要病理变化。
而通过干细胞新技术培养的软骨组织，在来源上使用自体干细胞，将不会有免疫反应的排斥。但是如何培养出完美的软骨组织是一个挑战。

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【中深前沿服务中心|国际空间站：俄罗斯宇航员在太空中3D打印软骨组织】组织和器官的形成需要基质控制，让干细胞向合理的形状和方向生长。本质上，就是干细胞需要组成正确的三维结构，过去科学家们常常使用一些“生物支架” ，但是这并不能完全的摆脱重力的影响，所以OlegKononenko使用了一种新型的“无支架”组织工程方法，该方法由莫斯科公司3DBioprintingSolutions通过磁场在太空中实现。
这种被称为“悬浮生物自组装”的方法，也可能为太空干细胞再生医学的进步铺平道路，可用于宇航员离开地球数月或数年的长途太空旅行。
他们使用了一个定制的生物自组装机，避开创建支架的典型挑战， Kononenko依靠磁场的拉力使细胞在微重力下自组装。不仅是组织工程领域上的成功令人鼓舞，而且悬浮生物组装也为太空再生医学提供了巨大的研究价值。在失重的太空环境下，移除了重力的影响，干细胞可以完美地实现正确的三维结构。

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由于在太空中培养人类软骨的实验可能非常昂贵，所以之前的研究都是在地球上进行，需要解决在生物支架等结构上的细胞生长问题，科学家也需要挑战一个又一个全新的困难。
而对于这项研究，在最近发表的《空间3D组织构建的磁悬浮生物组装》中概述，俄罗斯研究人员意识到使用磁悬浮生物组装的潜在问题--主要集中在细胞毒性的问题上，因为钆(Gd3+)螯合物一般用于此类工作。
从理论上讲，有三种可能的方法来降低顺磁性介质的不良毒性作用：
(一)开发低毒的Gd3+盐类或替代顺磁性介质；
(二)在高磁场中进行悬浮生物组装；
(三)在微重力条件下进行磁悬浮生物组装。

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图片来源：俄罗斯莫斯科生物技术研究实验室
A.在热可逆的非粘性水凝胶中填充软骨球的比色皿，带有顺磁性钆布醇的培养基和固定液(福尔马林) 。
B.在国际空间站上进行的实验的主要阶段：通过冷却到15°C ，在37°C的3D组织结构的磁性制造，然后固定的cuvettes激活。
C.将试管运回地球。
但是在太空制造器官的原因不止如此，太空的实验可以更好地帮助研究人员优化组织在基础科学、再生医学和器官移植。
长期的太空任务使宇航员的身体发生了一系列的生理变化。虽然其中一些改变随着时间的推移是可逆的，但另一些变化则不可逆。