AstroCardia項目將微型3D打印心臟送入太空，進行衰老研究

2023年9月，南極熊獲悉，五家比利時公司和研究中心正在聯(lián)手參與AstroCardia項目，該項目將把3D生物打印心臟和循環(huán)系統(tǒng)送入太空，以研究心臟健康和衰老。 Space Applications Services、SCK CEN: The Belgian Nuclear Research Centre、QbD Group、BIO INX和Antleron正在開發(fā)人造心臟，將于 2025 年發(fā)送到國際空間站 (ISS)。



隨著人們年齡的增長，患心血管疾病的風險也會增加，但目前科學界仍然缺乏任何可靠的模型來揭示潛在的生物過程。據(jù) AstroCardia 稱，太空是科學家研究心臟衰老的更好環(huán)境。

Space Applications Services公司研究員Hilde Stenuit表示:“隨著年齡的增長，我們的心臟會發(fā)生變化。它慢慢變大、變硬，動脈鈣化，泵血能力下降。在太空中，應(yīng)力微重力和輻射等因素會導致這些老化過程發(fā)生得快20倍。所以在太空中可以加快時間，提供了獨特的機會來獲得我們在地球上無法獲得的研究成果。我們開發(fā)的平臺將允許研究驅(qū)動心臟衰老的機制，這項研究將完全自動化，并且可以遠程操作�！�

據(jù)參與該項目的人員稱，深入檢查活人心臟以及與之相關(guān)的所有過程“實際上是不可能的”。這就是研究人員目標生物打印微型“芯片心臟”并圍繞其構(gòu)建人工循環(huán)系統(tǒng)的原因。心臟芯片是一塊幾平方毫米的芯片，上面印有心肌細胞�！澳�水”由生物材料和干細胞組成，可以發(fā)育成體內(nèi)任何可能的細胞，這些細胞開始分裂并組織成正在發(fā)育的人類心臟模型，稱為心臟類器官。


△AstroCardia 任務(wù)控制中心

人工循環(huán)系統(tǒng)為心臟提供刺激、氧氣和營養(yǎng)物質(zhì)，直到其成熟并開始跳動，之后科學家們就可以開始對其進行測試。主要測試將于 2025 年在國際空間站上進行。國際空間站的測試將把芯片心臟設(shè)備發(fā)射到太空并保持至少六周的壽命。在此期間，它們將受到實時監(jiān)控，一旦這些設(shè)備返回地球，QbD和核研究中心SCK CEN的研究人員將對它們進行詳細分析。通過太空實驗，該項目的合作伙伴希望研究發(fā)達的心血管系統(tǒng)暴露在太空環(huán)境中是否可以作為心臟衰老的科學模型。



SCK CEN 放射生物學專家 Kevin Tabury 博士說道：“微型心臟只有奇亞籽大小，但卻可以真實地模仿人類的心臟。這項創(chuàng)新技術(shù)將使更好地研究心血管疾病并測試一些潛在的藥物成為可能。最大的優(yōu)勢是可以通過使用患者本身的干細胞進行個性化制造，就可以培育出患者心臟的微型版本，這將代表個性化醫(yī)療的巨大飛躍！”

根據(jù)該項目，該核研究中心尚未處于 AstroCardia 的實驗階段，并且長期以來一直在研究輻射對心臟衰老的影響，在放射治療和太空探索的背景下進行了研究。

AstroCardia 團隊表示，要將微型心臟模型通過 3D 生物打印技術(shù)植入芯片，專業(yè)材料是“絕對必須的”。整個過程需要具有微米精度的3D生物打印機、活干細胞和“生物墨水”。參與該項目的公司聯(lián)盟依靠比利時初創(chuàng)公司 BIO INX 將干細胞開發(fā)成可打印的東西。BIO INX 首席執(zhí)行官 Jasper van Hoorick 表示：“類比于砌墻，干細胞是磚塊、生物墨水是砂漿。生物墨水是一種凝膠，它使細胞可打印，并且它們可以在打印期間和打印后在其中存活。”

Antleron 首席執(zhí)行官 Jan Schrooten 表示：“這個項目為心臟類器官的生理學提供了一些有價值的見解。因此，打印微型心臟的芯片能夠應(yīng)對太空中的極端條件是非常重要的，我們很榮幸能夠利用我們的知識為此做出貢獻�！�

ObD 首席信息官 Martijn Reniers 補充道：“通過這個項目，我們的目光不斷放的長遠，已經(jīng)關(guān)心社會明天將面臨的問題。健康的心臟不僅對于目前患有心血管疾病的人很重要，對于探索太空的健康宇航員也很重要�！�