BioCabinet:太空3D生物打印心脏组织,开启微重力医学革命
近期,由韩国翰林大学春川圣心医院Park Chan-heum教授领导的研究团队开发出一款名为BioCabinet的太空生物学研究载荷,旨在利用3D生物打印技术在微重力环境下制造活体组织,并评估其在太空条件下的疾病反应。这一创新有望为长期航天任务中的医疗紧急情况提供新型解决方案。
Park Chan-heum教授强调,太空开发虽不立即产生收益,但未来可能像CT、MRI和互联网一样带来广泛的技术辐射效应,需要国家持续投入支持。他表示,此项研究将开启韩国太空生物医学工程领域的新篇章。
BioCabinet重55公斤,尺寸为790×590×249毫米,搭载了一台3D生物打印机和一间干细胞分化培养箱,设计用于在轨道上自主制造人工心脏组织。任务计划持续60天,并可能根据研究需求延长至一年。
该载荷包含两个核心生物模块。第一模块使用诱导性心肌干细胞进行心脏组织的3D打印,并监测细胞的自发性收缩和跳动功能,这些细胞通过人体体细胞重编程为多能干细胞后分化形成,高度模拟自然心脏结构,有望用于人类治疗。
第二模块采用扁桃体来源的干细胞,该细胞源具有强免疫特性和高存活率,可分化为血管细胞等多种类型。若在太空中实现稳定血管分化,可能为轨道及地球上的血管疾病治疗开辟新途径。
此外,全球多个团队也在积极拓展太空生物制造的研究边界。
苏黎世联邦理工学院(ETH Zurich)在抛物线飞行实验中,于微重力条件下成功3D打印出人类肌肉组织,标志着该领域的一个重要进展。该研究旨在通过无重力环境更精确地复制人体组织,促进疾病建模和药物开发。
另一起重要进展来自韦克福雷斯特再生医学研究所(WFIRM),其科学家于2025年8月24日通过SpaceX猎鹰9号火箭将3D打印的肝脏组织送往国际空间站(ISS)。该研究由ISS国家实验室赞助,聚焦微重力对生物打印器官结构的生长、稳定性和功能的影响,以加速地球上的再生医学应用。
这一项目延续了WFIRM在NASA血管组织挑战中的成果,该团队此前在实验室中实现了3D打印血管化组织持续功能30天。研究人员由James Yoo教授领导,致力于探索零重力下的细胞行为,以开发更耐用的人工器官。
题图:翰林大学春川圣心医院团队与BioCabinet的合影。图片来源:翰林大学春川圣心医院。


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