Изследователи от Швейцарския федерален технологичен институт в Цюрих (ETH Zurich) успешно създадоха сложни биологични структури по време на параболични полети.

Тази технология в бъдеще може да се използва за тестове на лекарства, предназначени да защитават здравето на астронавтите по време на дългосрочни космически мисии.

Здравето на човека остава едно от най-големите предизвикателства пред усвояването на Космоса. В безтегловност тялото отслабва бързо – особено страдат мускулите.

За да решат този проблем и да защитят екипажите на продължителни експедиции, учените разработват реалистични модели на човешки тъкани, върху които могат да се изпробват нови медикаменти. Точно това е целта на екипа от Цюрих.

За да отпечатат мускулна тъкан в условия, максимално близки до космическите, групата, ръководена от Парт Чансория, използвала параболични полети.

По време на тези полети самолетът се движи по траектория, която за кратко време създава ефект на безтегловност.

На Земята е изключително трудно да се произвеждат фини биологични структури като мускулна тъкан.

Целта на учените е да отпечатат тъкан, която точно възпроизвежда естественото устройство на организма, но земното притегляне пречи на този процес.

При 3D печат изследователите използват биомастило.

Специално вещество, съдържащо живи клетки, суспендирани в носещ материал.

Под влияние на гравитацията биомастилото и клетките в него могат да се деформират или разрушат, преди структурата да се втвърди.

Освен това клетките често се разпределят неравномерно, което води до по-малко реалистични модели.

В безтегловност обаче тези сили изчезват.

Без структурно натоварване учените могат да създават мускулни влакна точно така, както са подредени в човешкото тяло.

Тази прецизност е от решаващо значение. Само модели, които напълно отразяват структурата на човешкото тяло, могат да дадат надеждни резултати при изследване на лекарства или заболявания.

За да осъществят процеса, изследователите от ETH разработили нова система за биопечат под името G-FLight.

Тя позволява изключително бързо – буквално за секунди – да се създават жизнеспособни мускулни конструкции.

По време на експериментите учените използвали специален състав на биомастилото и извършвали печата по време на кратките фази на безтегловност в рамките на 30 параболични цикъла.

Резултатите показали, че мускулната тъкан, отпечатана в безтегловност, имала същата жизнеспособност на клетките и сходна структура на мускулните влакна като тъканта, създадена при нормални условия на Земята.

Важно е и това, че новият процес позволява дълго съхранение на биомастилото с клетки, което го прави подходящ за бъдещи приложения в Космоса.

Благодарение на тези „органни модели“, учените ще могат да провеждат фундаментални биомедицински изследвания в космоса.

Те ще се използват за изучаване на заболявания като мускулна дистрофия и мускулна атрофия, причинена от безтегловност.

Освен това върху тях може да се тества ефективността на различни лекарства в система, която реалистично възпроизвежда сложността на човешкия организъм.

Резултатите от изследването са публикувани в научното списание Advanced Science.