太空3D打印视网膜迈入量产阶段
总部位于康涅狄格州的生物技术初创公司LambdaVision历时近十年,将国际空间站(ISS)转化为其核心生产车间。该公司开发的人工视网膜由数百层交替堆叠的光敏蛋白——细菌视紫红质组装而成,其制造过程涉及类似增材制造的逐层构建工艺。在地球上,重力导致的沉降与浮力效应会破坏层间均匀性,增加材料浪费,并限制有效植入物的生产数量。

在微重力环境下制造的视网膜,在层均匀性、光学清晰度、可重复性、材料效率及长期生物相容性等所有测量指标上,均优于地球上制造的同类产品。ISS上的测试还使团队能够完善自动化、故障检测和质量控制流程——公司表示,这些步骤对于满足监管要求是必要的。
通过与商业供应商Space Tango合作进行的九次ISS任务——双方的合作关系已为LambdaVision获得了超过770万美元的NASA资助——该公司开发了一套紧凑型自动化生产系统,该系统安装在Space Tango的CubeLab硬件中,位于空间站上。每次任务均对故障检测进行压力测试,以提升工艺可重复性,并完善最终获得监管批准所需的质量控制文件。
LambdaVision正在筹备其在国际空间站上的第十次实验,计划于2026年底发射,主要关注点已从工艺优化转向提高其基于蛋白质的人工视网膜的生产量。
该公司的植入物旨在恢复患有年龄相关性黄斑变性和视网膜色素变性患者的视力——这些疾病目前尚无治愈方法,影响全球超过2亿人。

随着ISS退役的临近,LambdaVision已经预留了即将推出的Starlab商业空间站上的产能,以保持在轨制造业务的连续性。LambdaVision首席执行官兼项目负责人Nicole Wagner表示:「通过我们在国际空间站上的飞行项目,我们已经消除了很多证明在太空制造价值的风险。我们正在思考如何在轨道上进行规模化生产,以及随着我们未来从ISS过渡到其他平台,下一步该怎么做。」
LambdaVision的方法反映了一个更广泛的战略方向:某些生物制剂和医疗设备只能在无重力条件下具有竞争力地制造。在国际空间站退役前建立制造基础设施,是实现商业化的可行途径。Redwire升级后的生物制造设施于2023年初安装在国际空间站,这是首个能够在微重力下打印人体组织的系统。该系统使用成体多能干细胞沉积在超细生物墨水层中,经过12至45天的成熟期后自我支撑,标志着3D生物打印在太空的重要突破。
另一个跨组织项目AstroCardia由五个比利时团队合作,计划将一个生物打印的微型心脏和循环系统送往国际空间站。其动机源于发现心脏组织在零重力下老化速度快约20倍,研究人员希望利用这一特性进行衰老和药物开发研究。这些努力遵循与LambdaVision相同的逻辑:微重力消除了地球上限制构建的结构约束,而国际空间站提供了一个持久、可访问的环境来验证大规模制造。


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