物理科技生物学-PHYICA

乘坐第24次SpaceX货运任务前往空间站的实验研究生物打印、结晶、洗衣

天文学与空间 2022-10-04 00:01:05

由美国宇航局拍摄 欧空局宇航员马蒂亚斯·莫伊雷尔在生物打印急救调查的飞行前训练中展示,该调查测试生物打印组织补片以增强伤口愈合

信用:欧空局 第24次SpaceX货物再补给服务任务计划于12月下旬从佛罗里达州的美国宇航局肯尼迪航天中心发射,向国际空间站进行科学研究和技术演示

国外的实验包括生物打印、单克隆抗体结晶、免疫功能变化、植物基因表达变化、太空洗衣、合金加工和学生公民科学项目的研究

了解更多关于这些科学实验的信息,乘坐龙飞船前往轨道实验室: 生物打印绷带 生物打印是3D打印的一个子类,它使用活细胞和生物分子来打印组织结构

德国航天局的一项名为Bioprint FirstAid的研究展示了一种便携式手持生物打印机,它利用患者自身的皮肤细胞来制造组织形成贴片,以覆盖伤口并加速愈合过程

在未来的月球和火星任务中,生物打印这种定制的贴片可能有助于解决伤口愈合的变化,这种变化可能发生在太空中,并可能使治疗复杂化

在执行任务前提取一个人的细胞将能对伤害做出更迅速的反应

德国航天中心德国航天局的项目经理迈克尔·贝克尔说:“在人类太空探索任务中,皮肤损伤需要快速有效地治疗。”

“移动生物打印可以显著加速愈合过程

基于个性化和个体化生物打印的伤口治疗可能会有很大的益处,并且是太空和地球上进一步个性化医疗的重要一步

" 个性化的治疗贴片在地球上也有潜在的好处,可以在任何需要的地方提供更安全、更灵活的治疗

研究人员计划在德累斯顿技术大学研究打印在地面上的空间打印补丁和样本

MVP植物-01调查的10天生长后的幼苗板

信用:格兰特·维林格技术镜头/红网 改善癌症药物的输送 用于治疗多种人类疾病的单克隆抗体不容易溶解在液体中,因此通常必须在临床环境中静脉注射

注射到皮肤或肌肉中的治疗对那些需要的人来说可能更容易获得和负担得起,并且使用更少的昂贵资源

CASIS PCG 20继续致力于结晶默克研究实验室开发的单克隆抗体,这是一种针对多种癌症的药物的活性成分

科学家对这些晶体进行分析,以进一步了解这种成分的结构和行为,目的是创造出可以在医生办公室甚至家里注射的药物配方

之前的一项研究,PCG-5,产生了高质量的结晶悬浮液,有助于正在进行的药物注射制剂的努力

评估感染风险 科学家观察到,航天飞行有时会增加潜在有害微生物的毒性,并可能降低人体免疫功能,从而增加感染疾病的风险

宿主病原体通过培养在航天飞行之前、期间和之后从机组人员收集的细胞来评估空间诱导的免疫状态的变化,这些细胞既有在模拟航天飞行条件下生长的细菌,也有未改变的细菌

研究结果有助于评估传染性微生物可能带来的潜在风险,并有助于制定对策

对压力如何削弱免疫功能的更好理解也可以改善对地球上免疫系统受损者的护理

涡轮单片机装置的飞行前图像,该装置将在微重力条件下测试耐热合金零件的加工

信用:红线空间 根、芽和叶 MVP Plant-01描绘并监测植物在微重力下的芽和根的发育,以帮助科学家理解植物感知和适应环境变化的机制

植物可以作为人类生命支持系统的重要组成部分,用于长时间的太空飞行以及月球和火星的居住

然而,太空生长的植物会经历来自各种因素的压力,最近的研究表明植物中的基因表达会随着这些压力而改变

加深对这些变化的理解可以利用对压力的反应来培育更适合在太空环境中生长的植物

在这项研究中,植物生长在Techshot新设计的植物隔离模块的培养皿中

走向月球自助洗衣店 空间站上的宇航员多次穿上一件衣服,然后用补给任务中运送的新衣服替换它

有限的货运能力使这成为一个挑战,再补给对于更长的任务来说不是一个选择,比如去月球和火星

宝洁公司(P&G)开发了Tide Infinity,一种专门用于太空的全降解洗涤剂,PGTIDE研究其去污成分的性能和配方在微重力下的稳定性

P&G的研究员马克·西维克说:“从科学的角度来看,地球之外洗衣的主要挑战包括对与空气净化系统兼容性的严格要求,每次洗衣处理可用的水量有限,以及洗衣水被净化回饮用水的要求。”

爱达荷大学汪达尔旅行者号在微重力条件下对抗菌材料进行SPOCS实验的设备的飞行前图像

学分:爱达荷大学SPOCS团队 他补充说,一旦这项技术在太空中得到验证,Tide将使用这些清洁方法和清洁剂来推进地球上可持续的低资源使用洗衣解决方案

国际空间站国家实验室赞助了这项实验

太空制造的零件 涡轮单片机测试一种在微重力环境下加工耐热合金零件的商业制造设备

合金是由至少两种不同的化学元素组成的材料,其中一种是金属

研究人员预计,与地球上加工的高温合金零件相比,在微重力条件下加工的高温合金零件的微观结构更加均匀,机械性能得到改善

这些优越的材料可以提高涡轮发动机在航空航天和地球发电等行业的性能

涡轮单片机由红线空间远程操作

Redwire Mission Solutions总经理贾斯汀·库格勒(Justin Kugler)表示:“我们正在继续利用空间站作为一个重要平台,以促进科学发现,验证低地球轨道商业基础设施的能力,并证明深空探索技术。”

“我们在这次任务中的有效载荷代表了我们在轨制造和R& D能力的广度和多功能性,以提供新的工业产品来支持长时间的人类航天飞行并造福地球上的人们

" 欧空局(欧洲航天局)宇航员萨曼莎·克里斯托弗雷蒂在空间站展示她的黄白色条纹袜子

PGTIDE实验测试了一种完全可降解的清洁剂,专门用于清洁太空中的衣服(包括袜子)

信用:美国宇航局 作为空间科学家的学生和公民 在高等院校注册的学生可以设计和建造微重力实验,作为美国宇航局公民科学学生有效载荷机会的一部分

作为他们实验的一部分,选定的小组让K到12年级的学生作为公民科学家参与进来

公民科学允许不是专业科学家的个人对现实世界的研究做出有意义的贡献

NASA STEM on Station项目正在资助这次SpaceX再补给任务的飞行实验,包括哥伦比亚大学的一项微重力环境下抗生素抗性研究和爱达荷大学的一项微重力如何影响细菌抗性材料的研究

哥伦比亚大学外联负责人和协议生物学家西奥·纳尔逊指出,太空辐射会导致细菌突变率增加,抗生素耐药菌株的出现对未来的长期太空任务构成潜在威胁

“这些细菌存在于我们的身体中,所以不可能通过遏制来消除这种威胁,”尼尔森说

“我们的研究名为《微重力环境下抗生素耐药性的表征》,旨在描述特定细菌组合的基本生物学特征,并提高我们对微重力如何影响这些菌株单独或组合致病能力的理解

" 爱达荷大学团队成员尼科·汉森说:“微生物的存在和生长对机组人员的健康和部件的材料完整性都带来了风险。”

他指出,在航天器内的高接触表面使用抗微生物生长的材料提供了一种潜在的补救方法

该团队依靠公民科学家筛选一些众所周知的化学物质,并确定在微重力环境下评估哪种化学物质

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