AstroCardia項目將微型3D打印心臟送入太空,進行衰老研究

五家比利時公司和研究中心正在聯手參與AstroCardia項目，該項目將把3D生物打印心臟和循環系統送入太空，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正在開發人造心臟，將于 2025 年發送到國際空間站 (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 AstroCardia 稱，太空是科學家研究心臟衰老的更好環境。

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，應力微重力和輻射等因素會導致這些老化過程發生得快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。我們開發的平臺將允許研究驅動心臟衰老的機制，這項研究將完全自動化，并且可以遠程操作。”

據參與該項目的人員稱，深入檢查活人心臟以及與之相關的所有過程“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”并圍繞其構建人工循環系統的原因。心臟芯片是一塊幾平方毫米的芯片，上面印有心肌細胞。“墨水”由生物材料和干細胞組成，可以發育成體內任何可能的細胞，這些細胞開始分裂并組織成正在發育的人類心臟模型，稱為心臟類器官。

△AstroCardia 任務控制中心

人工循環系統為心臟提供刺激、氧氣和營養物質，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備發射到太空并保持至少六周的壽命。在此期間，它們將受到實時監控，一旦這些設備返回地球，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達的心血管系統暴露在太空環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。這項創新技術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，這將代表個性化醫療的巨大飛躍！”

根據該項目，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 生物打印技術植入芯片，專業材料是“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盟依靠比利時初創公司 BIO INX 將干細胞開發成可打印的東西。BIO INX 首席執行官 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，已經關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。”

來源：南極熊