微重力条件下打印出人体肌肉组织为太空生物制造等研究开辟新路径

今日快讯 2025年11月06日 03:26 1 admin

来源：科技日报

科技日报记者张梦然

据发表在新一期《科学进展》上的一项研究，瑞士苏黎世联邦理工学院团队在模拟太空微重力的条件下，利用3D打印技术制造出结构精确的人体肌肉组织。这种高保真度的组织模型对于研究疾病机制、测试新药至关重要，也为太空生物制造和人类健康研究开辟了新路径。

宇航员在太空微重力环境中长期驻留时，身体会面临肌肉急剧萎缩等严峻挑战。为更好地理解这一过程并保护未来深空探索者，科学家致力于开发更精确的生物模型。

在地球表面，制造类似人体内天然结构的肌肉组织面临巨大障碍。工程师通常使用一种名为“生物墨水”的特殊材料，其中混合了活细胞和支撑性载体，通过逐层打印构建组织。然而，地球重力会使尚未固化的柔软结构在成型前发生塌陷或变形，同时细胞在墨水中不均匀沉降，导致最终组织结构失真，难以真实反映人体生理状态。

在微重力环境下，这些干扰因素被消除。没有了重力对结构的拉扯，可以打印出与人体内自然排列完全一致的肌肉纤维。

团队此次开发了一套名为G-FLight（重力无关的灯丝光）的新型生物制造系统，可在几秒钟内快速生成具有活性的肌肉结构。团队利用抛物线飞行创造的短暂失重环境，在30次连续的失重阶段中完成了3D打印实验。他们采用一种特制的生物树脂配方，确保细胞在打印过程中保持高存活率。结果显示，微重力下打印的肌肉组织不仅细胞活性良好，肌纤维数量也与地面打印的样本相当。此外，该工艺支持载细胞生物树脂的长期储存，具备未来在太空长期任务中实际应用的潜力。

这项技术的成功标志着空间组织工程的重要进展。团队的长期目标是在空间站或未来的轨道实验室直接培育人类组织和类器官。

在太空中制造的这些“迷你器官”不仅能用于研究失重引发的肌肉退化，还可作为研究肌萎缩等疾病的平台。更重要的是，微重力下打印的组织结构更接近真实人体，能为药物测试提供更准确的评估环境，从而加速新疗法的开发。这一突破不仅服务于太空探索，也将反哺地球上的医学研究。