在生物打印通常受控于地球实验室环境的背景下，苏黎世联邦理工学院的研究团队将这一技术真正推向了新高度。

在一项创新实验中，该瑞士团队在模拟太空失重状态的抛物线飞行过程中，成功实现了人类肌肉组织的3D打印。

虽然此前在国际空间站上已有聚合物、软骨甚至血管组织的打印案例，但人体骨骼肌的打印尚属首次。

这项工作是在早期微重力生物材料打印研究基础上的延伸，进一步扩展了太空生物制造的潜力。

苏黎世联邦理工团队聚焦活体肌肉组织，为药物测试、疾病研究乃至宇航员长期健康监测带来了更精确的组织建模手段。

鉴于肌肉退化是长期太空飞行最严重的生理影响之一，构建精确肌肉模型对于研究与缓解这一现象至关重要。

该研究成果已发表于《Advanced Science》，显示出一旦脱离地球重力，3D生物打印精度便获得显著提升。



利用3D打印技术复现人体组织的复杂性长期受到一个关键因素的限制：重力。

在地球上，由含水凝胶及活细胞构成的软质生物墨水往往在固化前发生塌陷或变形，从而影响打印结构的精确性。

同时，细胞在打印过程中也可能出现分布不均，降低组织构建的生物学真实度。

微重力环境彻底改变了这一状况。

“我们的G-FLight系统，结合新型生物材料墨水封装细胞的技术，能在数秒内生成仿生肌肉结构。该系统不受重力影响，打印于抛物线飞行微重力环境下的组织具有与在地面重力环境下打印组织相似的特性，这带来了组织性质的高度可预测性，”该研究的负责人Parth Chansoria解释道。

精确复现肌肉结构对于生物医学研究至关重要，即使是微小的结构差异也可能影响疾病进展路径或药物在人体组织中的反应。

为实现该成果，苏黎世联邦理工开发了一款名为G-FLight（独立于重力的灯丝成型系统）的微型生物打印机，可适应微重力操作。

在30次抛物线飞行周期中——每次产生约20秒的失重状态——该系统通过搭载活肌肉细胞的定制生物树脂，在半空中成功打印出具有生物活性的肌肉结构。



尽管是在极端环境下制造，微重力打印出的肌肉纤维显示出与地面样本相当的细胞活力和密度，并且得益于无重力形变干扰，结构完整性更加优越。

团队还证明，该类生物树脂能够稳定存储并在飞行中被激活使用。这一点对于未来涉及长期太空加工的任务而言至关重要。

微重力下3D打印肌肉组织不仅是一项尖端科学成就，更可能重塑人类在太空中研究、修复甚至制造生物系统的方式。

苏黎世联邦理工的下一步计划是将这一研究从“呕吐彗星”（抛物线飞行器）延伸至轨道空间。

目标是在国际空间站或未来的商业太空平台上制备复杂的类器官。

这些在实验室培育的组织可用于研究如太空飞行诱发的肌肉萎缩或肌肉营养不良等疾病，且不受地球重力干扰。

苏黎世联邦理工的研究是对日益增长的“地球外生物打印”研究的积极响应。

今年早些时候，Redwire Space宣布在国际空间站上成功生物打印出人类膝关节半月板；而维克森林再生医学研究所也将3D打印的肝组织送往太空，以研究微重力环境下的器官发育。

尽管应用仍处于早期阶段，苏黎世联邦理工的成果标志着开发适用于太空环境的可靠生物打印系统迈出了关键一步。

该研究突显了增材制造有朝一日将如何支持地球以外的科学探索与人类长期健康使命。