La bioimpression, une sous-catégorie de l’impression 3D, utilise des cellules viables et des molécules biologiques pour imprimer les structures tissulaires. Bioprint FirstAid Handheld Bioprinter (Bioprint FirstAid), une enquête de l’Agence spatiale européenne (ESA), démontre une bioimprimante portable qui utilise les propres cellules de la peau d’un patient pour créer un patch de formation de tissu pour couvrir une plaie et accélérer le processus de guérison. Crédit : Avec l’aimable autorisation de l’OHB/DLR/ESA
Le 24eEspaceX mission de services de réapprovisionnement en fret, dont le lancement est prévu fin décembre à partir de NasaKennedy Space Center en Floride, effectue des recherches scientifiques et des démonstrations technologiques à la Station spatiale internationale. Les expériences à bord comprennent des études de bio-impression, de cristallisation d’anticorps monoclonaux, de modifications de la fonction immunitaire, de modifications de l’expression des gènes des plantes, de blanchissage de vêtements dans l’espace, de traitement d’alliages et de projets étudiants de science citoyenne.
Apprenez-en plus sur ces expériences scientifiques à bord du vaisseau spatial Dragon jusqu’au laboratoire en orbite :
L’astronaute de l’ESA Matthias Maurer est représenté lors d’une formation en amont pour l’enquête BioPrint First Aid, qui teste un patch tissulaire bio-imprimé pour une meilleure cicatrisation des plaies. Crédit : ESA
Pansements bio-imprimés
La bioimpression, une sous-catégorie de l’impression 3D, utilise des cellules viables et des molécules biologiques pour imprimer les structures tissulaires. Une étude de l’Agence spatiale allemande, Bioprint Premiers Secours, montre une bio-imprimante portable qui utilise les propres cellules de la peau d’un patient pour créer un patch de formation de tissu pour couvrir une plaie et accélérer le processus de guérison.
Lors de futures missions sur la Lune et Mars, la bio-impression de tels patchs personnalisés pourrait aider à traiter les changements dans la cicatrisation des plaies qui peuvent se produire dans l’espace et pourraient compliquer le traitement. L’extraction des cellules d’un individu avant une mission permettrait une réponse plus immédiate aux blessures.
« Lors des missions d’exploration spatiale habitée, les lésions cutanées doivent être traitées rapidement et efficacement », explique le chef de projet Michael Becker de l’Agence spatiale allemande au DLR. « La bioimpression mobile pourrait accélérer considérablement le processus de guérison. Le traitement des plaies personnalisé et individuel basé sur la bio-impression pourrait avoir un grand avantage et constitue une étape importante pour une médecine personnalisée plus poussée dans l’espace et sur Terre.
Les patchs de guérison personnalisés ont également des avantages potentiels sur Terre, offrant un traitement plus sûr et plus flexible partout où cela est nécessaire. Les chercheurs prévoient d’étudier les patchs imprimés dans l’espace et les échantillons imprimés au sol à l’Université technique de Dresde.
Améliorer l’administration des médicaments contre le cancer
Les anticorps monoclonaux, utilisés pour traiter un large éventail de maladies humaines, ne se dissolvent pas facilement dans le liquide et doivent donc généralement être administrés par voie intraveineuse en milieu clinique. Les traitements administrés par injection dans la peau ou le muscle pourraient être plus accessibles et abordables pour ceux qui en ont besoin et utiliser moins de ressources coûteuses. CASIS PCG 20 poursuit ses travaux sur la cristallisation d’un anticorps monoclonal développé par Merck Research Labs qui est l’ingrédient actif d’un médicament qui cible plusieurs cancers. Les scientifiques analysent ces cristaux pour en savoir plus sur la structure et le comportement de l’ingrédient, dans le but de créer des formulations médicamenteuses pouvant être administrées par injection au cabinet d’un médecin ou même à domicile. Une enquête précédente, PCG-5, produit suspensions cristallines de haute qualité, contribuant aux efforts en cours pour formuler le médicament pour l’administration par injection.
Évaluer le risque d’infection
Les scientifiques ont observé que les vols spatiaux augmentent parfois la virulence de microbes potentiellement nocifs et peuvent réduire la fonction immunitaire humaine, ce qui pourrait augmenter le risque de maladie infectieuse. Hôte Pathogène évalue les changements induits par l’espace dans l’état immunitaire en cultivant des cellules recueillies auprès des membres d’équipage avant, pendant et après le vol spatial avec à la fois des bactéries cultivées dans des conditions de vol spatial simulées et des bactéries non modifiées. Les résultats pourraient aider à évaluer le risque potentiel que les microbes infectieux peuvent poser et peuvent soutenir le développement de contre-mesures. Une meilleure compréhension de la façon dont le stress peut diminuer la fonction immunitaire pourrait également améliorer les soins aux personnes dont le système immunitaire est affaibli sur Terre.
Cette image montre une plaque avec des semis après 10 jours de croissance pour l’enquête MVP Plant-01. Crédit : Grant Vellinger Techshot/Redwire
Racines, pousses et feuilles
MVP Usine-01 profile et surveille le développement des pousses et des racines des plantes en microgravité pour aider les scientifiques à comprendre les mécanismes par lesquels les plantes perçoivent et s’adaptent aux changements de leur environnement. Les plantes pourraient jouer un rôle important dans les systèmes de support de la vie humaine pour les vols spatiaux de longue durée et l’habitation de la Lune et de Mars. Cependant, les plantes cultivées dans l’espace subissent un stress causé par divers facteurs, et des études récentes indiquent que l’expression des gènes dans les plantes change en réponse à ces facteurs de stress. Une meilleure compréhension de ces changements pourrait permettre d’utiliser la réponse aux facteurs de stress pour développer des plantes mieux adaptées à la croissance dans les environnements spatiaux. Pour cette enquête, les plantes sont cultivées dans des plaques de Petri dans les modules Phytofuge nouvellement conçus de Techshot.
L’astronaute de l’ESA (Agence spatiale européenne) Samantha Cristoforetti montre ses chaussettes à rayures jaunes et blanches à bord de la station spatiale. L’expérience PGTIDE teste un détergent entièrement dégradable spécifiquement pour le nettoyage des vêtements (y compris les chaussettes) dans l’espace. Crédit : NASA
Vers les laveries lunaires
Les astronautes de la station spatiale portent plusieurs fois un vêtement, puis le remplacent par des vêtements neufs livrés lors des missions de ravitaillement. La capacité de chargement limitée en fait un défi, et le réapprovisionnement n’est pas une option pour les missions plus longues telles que la Lune et Mars. Procter & Gamble Company (P&G) a développé Tide Infinity, un détergent entièrement dégradable spécifiquement pour une utilisation dans l’espace, et PGTIDE étudie les performances de ses ingrédients détachants et la stabilité de la formulation en microgravité.
« D’un point de vue scientifique, les principaux défis pour le blanchiment hors planète incluent les exigences strictes de compatibilité avec les systèmes de purification de l’air, la quantité limitée d’eau disponible pour chaque traitement de lavage et l’exigence que l’eau de lavage du linge soit purifiée pour redevenir potable. l’eau », explique Mark Sivik, chercheur à P&G.
Une fois que la technologie aura fait ses preuves dans l’espace, ajoute-t-il, Tide utilisera ces méthodes de nettoyage et ces détergents pour faire progresser des solutions de lessive durables et peu consommatrices de ressources ici sur Terre.
le Laboratoire national de l’ISS parraine l’expérience.
Imagerie en amont du dispositif Turbine SCM, qui testera le traitement de pièces en alliage résistant à la chaleur en microgravité. Crédit : Espace Redwire
Des pièces fabriquées dans l’espace
SCM à turbine teste un dispositif de fabrication commercial qui traite la résistance à la chaleur alliage pièces en microgravité. Les alliages sont des matériaux constitués d’au moins deux éléments chimiques différents, dont l’un est un métal. Les chercheurs s’attendent à des microstructures plus uniformes et à des propriétés mécaniques améliorées dans les pièces en superalliage traitées en microgravité par rapport à celles traitées sur Terre. Ces matériaux de qualité supérieure pourraient améliorer les performances des moteurs à turbine dans des industries telles que l’aérospatiale et la production d’électricité sur Terre. Turbine SCM est exploité à distance par Redwire Space.
« Nous continuons à tirer parti de la station spatiale en tant que plate-forme vitale pour favoriser les découvertes scientifiques, valider les capacités des infrastructures commerciales en orbite terrestre basse et prouver les technologies d’exploration de l’espace lointain », a déclaré Justin Kugler, directeur général de Redwire Mission Solutions. « Nos charges utiles sur cette mission représentent l’étendue et la polyvalence de nos capacités de fabrication et de R&D en orbite pour fournir de nouveaux produits industriels afin de prendre en charge les vols spatiaux habités de longue durée et de profiter aux personnes sur Terre. »
Image en amont de l’appareil pour l’expérience Vandal Voyagers SPOCS de l’Université de l’Idaho sur les matériaux résistants aux bactéries en microgravité. Crédit : équipe SPOCS de l’Université de l’Idaho
Étudiants et citoyens en tant que scientifiques de l’espace
Les étudiants inscrits dans des établissements d’enseignement supérieur peuvent concevoir et construire des expériences de microgravité dans le cadre de la NASA Student Payload Opportunity with Citizen Science (SPOC). Dans le cadre de leur expérience, les équipes sélectionnées impliquent des élèves de la maternelle à la 12e année en tant que scientifiques citoyens. La science citoyenne permet à des personnes qui ne sont pas des scientifiques professionnels de contribuer de manière significative à la recherche dans le monde réel. le NASA STEM sur Station Le projet finance des expériences de vol sur cette mission de réapprovisionnement SpaceX, y compris une étude sur la résistance aux antibiotiques en microgravité à partir de Université de Columbia et un sur la façon dont la microgravité affecte les matériaux résistants aux bactéries de l’Université de l’Idaho.
Theo Nelson, responsable de la sensibilisation et biologiste du protocole à Columbia, souligne que le rayonnement spatial peut entraîner une augmentation des taux de mutation chez les bactéries et que l’émergence de souches résistantes aux antibiotiques constitue une menace potentielle pour les futures missions spatiales à long terme. “Ces bactéries sont présentes dans notre corps, il est donc impossible d’éliminer cette menace avec le confinement”, explique Nelson. “Notre enquête, Caractérisation de la résistance aux antibiotiques dans les environnements de microgravité, ou CARMEN, vise à caractériser la biologie de base d’une combinaison particulière de bactéries et à améliorer notre compréhension de l’impact de la microgravité sur la capacité de ces souches à provoquer des maladies individuellement et en combinaison.”
“La présence et la croissance de microbes présentent un risque à la fois pour la santé des membres d’équipage et l’intégrité matérielle des composants”, a déclaré Niko Hansen, membre de l’équipe de l’Université de l’Idaho. Il souligne que l’utilisation de matériaux résistants à la croissance microbienne pour les surfaces de contact élevées dans un vaisseau spatial offre un remède potentiel. L’équipe s’est appuyée sur des scientifiques citoyens pour examiner certaines chimies bien connues et identifier celle à évaluer en microgravité.
