维克森林再生医学研究所 (WFIRM) 将在本月创造历史，届时第一个生物打印的实体组织结构将在下一次全私人宇航员任务中飞向国际空间站 (ISS)由商业空间领导者 Axiom Space 设计。
总部位于休斯顿的 Axiom Space 发射的 Axiom Mission 2 (Ax-2) 从佛罗里达州的肯尼迪航天中心发射。机组人员将进行广泛的科学研究实验，包括 WFIRM 的血管化组织研究——该研究在 2021 年宇航局血管组织挑战赛中获得第一名。
由 WFIRM 科学家生物打印的肝脏和肾脏组织结构将在 5 月从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射到近地轨道国际空间站的 Ax-2 上。这些组织将被研究 10 天，以评估微重力下厚组织的血管形成以及该平台技术对其他组织类型的有效性。
“此次发布标志着我们与血管化组织相关的再生医学研究迈出了重要的下一步，”WFIRM 主任 Anthony Atala 医学博士说。“这是一个发展中期/早期步骤的机会，可以在未来创建用于移植到患者体内的实体组织/部分器官，以解决器官短缺问题。”
先前使用近地轨道细胞对国际空间站进行的研究包括二维和小型 3D 培养。这些先前的实验表明，暴露于微重力的细胞会发生遗传和功能变化，包括增加的运动性和增殖。在微重力条件下研究这些较大的组织构造，不仅有助于研究人员了解肝/肾细胞的反应方式，还有助于了解血管细胞的内皮涂层将如何对改变的大气作出反应。
开发更大器官模型的最重要因素之一是细胞粘附。这使得细胞可以相互粘附或粘附在它们嵌入的材料中，从而形成多维结构，例如类器官和完整组织。该模型将使 WFIRM 研究人员能够深入研究细胞粘附的细节，以确定器官存活所需的整体 3D 结构。
“虽然已经在微重力条件下研究了细胞粘附的许多组成部分，但每次模型发生变化时，它都会让人们对细胞粘附的变化如何影响微重力下的人体器官有新的认识，”再生医学教授 James Yoo 博士说在 WFIRM。“我们期待着确定这种生物打印组织将如何模拟更完整的微重力粘附反应版本。”
WFIRM 团队将采用数字光处理生物打印机，该打印机使用由组织细胞组成的光固化树脂将肝脏和肾脏构造打印成称为陀螺仪的独特形状结构。螺旋形的相互连接的通道允许营养介质在这些充满细胞的组织结构的内表面均匀流动。
为准备发射，肝脏和肾脏组织结构将独立进行生物打印。为帮助组织成熟，样品将置于流动状态，在发射前连续暴露于灌注介质中五天或十天。然后它们将被放置在透明的细胞培养容器中，该容器提供了一个封闭的系统，可以在轨道上培养细胞。
当研究在国际空间站上进行时，WFIRM 研究人员将监测地球上的一组重复样本。这些将作为重力控制，并将经历与国际空间站上相同的过程。该团队将在 ISS 上执行的任务操作期间保持沟通，因此可以将相同的活动时间表应用于 WFIRM 实验室的控制结构。
虽然该团队的主要重点是创建可用作移植桥梁的组织结构，但它们也可用作人类疾病的模型系统和测试潜在的新疗法以及研究健康影响和制定潜在的对策对于在太空中度过大量时间的宇航员。
Axiom Space 太空制造总监 Jana Stoudemire 表示：“迈出 Ax-2 上生物医学产品未来太空制造应用的第一步令人兴奋。” “我们很高兴与 WFIRM 团队的知名领导者合作，他们在组织工程和转化再生医学方面的卓越表现受到高度评价，在我们共同建设未来商业太空经济的过程中推进这项重要工作。”
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