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新质百科 无需人工操作3D打印肿瘤模型成功“出差”太空

添加时间:2024-09-26 13:10:49

  中国网6月17日讯 (记者 刘佳)体积不足3个盲盒大、重量只有6公斤——这样一个“袖珍盒子”,却推动了现代医学向前迈进一大步,助力中国科研团队在全球范围内率先实现“让癌细胞脱离重力”的科学猜想。去年6月,这台空间生物打印装置成功“出差”太空,在5天的在轨自主实验中,它为肿瘤患者带回了“来自星星的福音”。

  “如果我们让癌细胞脱离重力,会发生什么?”英国著名物理学家和宇宙学家霍金的这句话,好比一个重大的科学猜想,引得诸多科学家竞相论证。但受制于众多技术瓶颈,迄今为止,该项研究仍处于起步阶段。直到2023年6月7日,由清华大学科研团队研发的肿瘤模型太空3D打印与培养系统顺利在酒泉卫星发射中心发射升空,进入预定轨道并完成在轨试验,肿瘤模型太空3D打印正式被载入史册,“让癌细胞脱离重力”的重大科学猜想得以线D生物打印技术如今已并不少见,但将3D生物打印带上太空,甚至全自动完成显微镜对焦、数据采集及成像、信息回传等全流程工作,难度系数仍旧颇高。在卫星发射过程中,如何防止液体泄漏、自重过大等细节问题,也需要提前设计在内。“我们选择了做太空的肿瘤研究,大家认为这是个很有挑战的事情,充满着未知和可能。”清华大学机械工程系教授熊卓在接受中国网记者采访时表示,虽然不确定性非常多,但对于科研工作者而言,“干别人没干过的事,而且越有挑战就越有干劲。”

  经过3年的研发实践,最终,一台尺寸仅220mm×250mm×150mm,重量约6公斤的小型3D生物打印设备,顺利搭载力箭一号遥二运载火箭进入太空,该设备可自动控制实现3D打印、自动对焦和荧光成像功能,从而实现打印质量保证和及时反馈。经过5天的在轨实验,熊卓团队发现了一些来自太空的肿瘤治疗可能。“我们看到的是,在地面对化疗药物不敏感的肿瘤细胞,在太空却对药物敏感了,几天的时间就被药物杀死了。”熊卓说,“这为将来的太空肿瘤治疗和肿瘤药物研发,带来很多想象空间。或者说,我们也可以畅想未来通过太空旅行来治疗肿瘤的一些方案!”

  人工智能、生物医药、高端新材料……新质生产力,“新”的核心在于科技创新;在于就关键领域、核心技术方面,破解“卡脖子”问题。对于熊卓团队此次的科研项目而言,也是一次新质生产力研发成果的“组合拳”。

  “我们在选择生物墨水的时候,希望是一种高粘度的,能够在太空打印时更可控,于是在其中加入了一些无机成分。”熊卓说,“我们发现,在无机成分加入之后,肿瘤干细胞长得更好了。于是,我们又发现了一种新的肿瘤干细胞富集的模型。” 再比如:基于机器学习和人工智能的双色荧光显微镜,可实现自动对焦、图像收集等自动化精密操作,可以广泛应用于生命科学与医学实验室的科学研究。在把3D肿瘤打印设备送往太空的过程中,熊卓团队同时收获了多项科研成果,这对于人工智能、新材料、生物医学等领域,都有着潜在的推动作用。

  “太空探索的重要魅力,就是你在赶往目的地的途中会收获很多意想不到的成果。”熊卓说,这些成果都将成为新质生产力的“养料”,加快科技前沿领域突破,助推产业的高质量发展。

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