太空黑科技!ETH Zurich 3D 列印人類肌肉 未來或可「印出器官」

記者林育如/編譯

你或許沒辦法「憑空」練出更大的肌肉,但現在科學家真的在太空中「印」出了它們!瑞士聯邦理工學院(ETH Zurich)的研究團隊近日宣布,他們成功在微重力環境中以 3D 列印技術製造出人類肌肉組織,為未來太空醫學與器官移植開啟全新可能。

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為了在盡可能精確的條件下培育肌肉組織,在微重力環境中以 3D 列印技術製造出人類肌肉組織。(圖/取自ETH Zurich / Wiley Online Library)

3D 列印(又稱積層製造)是透過一層層材料堆疊,打造出實體物件的技術。過去科學家已能在太空中列印工具、金屬零件甚至食物,但要「印出」能運作的人體組織——像是血管或肌肉——難度高得多。這次的突破,讓「太空器官列印」不再只是科幻橋段。

為什麼這要在太空中進行?ETH Zurich 的健康科學與科技學院指出,地球上的重力會對列印材料(俗稱生物墨水 bioink)產生應力,導致組織在成型過程中變形或坍塌,難以重現人體肌肉的真實結構。為了解決這個問題,研究團隊利用「拋物線飛行」模擬失重狀態,並啟動他們自行開發的生物製造系統——G-FLight(Gravity-independent Filamented Light),成功在微重力下完成肌肉組織列印。

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這項成果不只象徵著器官移植技術的未來曙光,也可能徹底改變太空醫學。如今,全球器官捐贈仍仰賴供體與血型配對,等待名單動輒數年。若能在太空中製造出可用的人體組織,未來也許能在地球上「客製」出適合移植的器官,縮短等待時間,拯救更多生命。

有趣的是,太空中的微重力環境近年成為生物列印研究的新舞台。除了肌肉之外,其他團隊也在嘗試在太空製造人工視網膜、肝臟組織等,藉由失重條件獲得更精準的結構與細胞排列。一些團隊甚至已成功以 3D 列印技術重建膀胱,並進行了風管(氣管)移植。

這次 ETH Zurich 的研究也可能幫助解決長年困擾太空人的「肌肉流失」問題。由於微重力會讓太空人的肌肉快速萎縮,若能在太空中直接列印與培養肌肉組織,就能在太空站上即時研究、測試與治療肌肉衰退。事實上,科學家已計畫把 3D 列印的人工心臟送上國際太空站,觀察太空環境對人體器官的影響。

簡而言之,這項研究不只是列印出幾條肌肉纖維——它可能是邁向太空醫學與生物製造新紀元的重要一步。有一天,人類或許真的能在太空中「印出」新器官,甚至在星際航程中自我修復。

未來,肌肉不只可以練出來,也能「印」出來!

資料來源:Space.com3Dnatives、ETH Zürich、3D Printing Industry

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