Jak naprawić złamane kości podczas lotu na Marsa? To problemy, które na ten moment wydają się być fikcyjne, ale astronauci kiedyś będą musieli stawić im czoła. Z pomocą przychodzi technologia biodruku 3D, którą prężnie rozwija w ostatnich latach.

Kolejny ważny krok postawiła Europejska Agencja Kosmiczna (ESA), której jednym z najważniejszych projektów jest opracowanie technik bioprintingu użytecznych w przyszłych misjach kosmicznych. Mowa o "częściach zamiennych" potrzebnych do przeszczepów kości lub skóry, a nawet całych połaci tkanek. To wszystko jest jeszcze w fazach planowania, ale "maszynka" umożliwiająca biodruk 3D byłaby cenna na pokładzie każdego statku lecącego na Czerwoną Planetę.

Łatwo sobie wyobrazić zapotrzebowanie na takie urządzenie w kontekście budowy stałej bazy na Marsie. Wypadki przecież się zdarzają, a astronauta ze złamaną nogą czy pękniętą kością piszczelową, nie dość, że nie jest produktywny, to jeszcze staje się ciężarem dla innych. Bez odpowiedniego zaplecza ambulatoryjnego, żadna z długodystansowych misji kosmicznych się nie uda.

Każdorazowy pobyt w warunkach mikrograwitacji powoduje radykalny spadek gęstości kości. To z kolei oznacza większe prawdopodobieństwo urazów i złamań - zarówno na orbicie okołoziemskiej, jak i na Księżycu czy Marsie. Trzeba także pamiętać o wszelkich skaleczeniach i ranach ciętych. W kosmosie nawet najmniejsze draśnięcie może okazać się niebezpieczne, ponieważ takie uszkodzenia łatwo się nie goją. Biodruk 3D można wykorzystać do naprawy skóry - czy to do regeneracji małych ran mechanicznych, czy poparzeń. 

Ciekawe jest to, że za biotusz do druku 3D może posłużyć nasze własne osocze. Na załączonym zdjęciu można zobaczyć fragment sztucznej kości wytworzonej właśnie w ten sposób przez zespół inżynierów z ESA R&D

Czy drukowanie narządów to kwestia czasu?

Na świecie brakuje narządów do przeszczepów - to fakt. Wielu krytycznie chorych nie doczekuje operacji, bo lekarzom nie udaje się znaleźć odpowiednio dopasowanych dawców. O tym, jak można temu zaradzić, naukowcy myślą od dawna. Jednym ze sposobów jest biodruk 3D, choć metoda ta jest wciąż mocno eksperymentalna.

Środowisko mikrograwitacji na ISS jest idealne do testowania urządzenia Bio Farbication Facility (opracowane przez firmy Techshot i NScrypt), które służy do drukowania ludzkich komórek i organoidów (miniorganów). Takie eksperymenty mają sens, bo okazuje się, że w warunkach pozbawionych grawitacji komórki dzielą się nieco inaczej. Ma to znaczenie m.in. w badaniach rozwoju nowotworów, ale także w medycynie regeneracyjnej. 

Andrew Morgan, astronauta NASA z klasy 2013, który także zajmuje się także badaniami zachowania tkanek w kosmosie, powiedział:

Gdy drukujesz 3D tkanki na Ziemi, istnieje tendencja do zapadania się ich pod wpływem grawitacji. Tkanki wymagają pewnego rodzaju tymczasowego, organicznego rusztowania, zwłaszcza w przypadku jam takich jak komory serca. Nie ma takich efektów w warunkach mikrograwitacji, dlatego te eksperymenty są tak cenne.

Być może rozwiązanie największych zagadek medycyny ludzkości skrywa się nie na Ziemi, a w kosmosie?