سفر به اعماق فضا با کمک قلب‌های پرینت سه بعدی
دانشمندان سعی دارند با مطالعات قلبی، مسیر سفرهای طولانی مدت به اعماق کهکشان را هموار سازند. به همین منظور می‌خواهند با ارسال یک قلب تولید شده توسط پرینت سه بعدی به ایستگاه فضایی بین المللی (ISS) و آزمایش روی آن به سفر برای کشف فضای ناشناخته، کمک کنند.
ذرات معلق که توسط یک میدان مغناطیسی و آکوستیک کنترل می‌شوند به هم می‌پیوندند تا مدل قلب انسان را تشکیل دهند.
دانشمندان در حال آماده شدن برای آینده‌ای هستند که در آن فضانوردان شروع به ماجراجویی در اعماق منظومه شمسی ما خواهند کرد، در این راستا قصد دارند یک قلب کامل را به‌صورت سه بعدی پرینت کرده و به فضا بفرستند تا آن را در ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) آزمایش کنند. گفته شده که این قلب در سال ۲۰۲۷ به ایستگاه فضایی خواهد رسید.
هدف دانشمندان از انجام این آزمایش این است که متوجه شوند عملکرد این اندام‌های مصنوعی وقتی در محیط سخت فضا و در معرض تشعشعات شدید فضایی قرار می‌گیرند به چه شکل است، زیرا اگر روزی انسان‌ها بخواهند به اعماق منظومه شمسی و فراتر از آن سفر کنند، باید اطلاعات بیشتری در این زمینه در دسترس باشد و بدانیم که آیا قلب ما واقعا می‌تواند ما را در این سفر بسیار طولانی یاری کند یا خیر.
پشت این طرح هیجان انگیز، محققانی با برنامه‌ای به نام پالس (PULSE) قرار دارند. وب سایت PULSE که توسط شورای نوآوری اروپا بنیان گذاشته شده و تامین می‌شود، بر اهمیت تولید مواد چاپی زیستی پیچیده، دقیق و با قابلیت دستکاری برای تبدیل کردن اکتشاف فضایی طولانی مدت به گزینه‌ای امن‌تر و عملی‌تر، تاکید می‌کند. در عین حال، این تیم همچنین می‌گوید که این تلاش می‌تواند به پیشرفت‌های پزشکی بر روی زمین هم به ویژه در تولید داروهای موثرتر برای انواع بیماری‌ها ازجمله سرطان، کمک کند.
“لورنزو مورونی” (Lorenzo Moroni) هماهنگ کننده پروژه و زیست‌ساخت داروهای احیاگر در دانشگاه ماستریخت هلند، در بیانیه‌ای گفت: اهداف بلندپروازانه پروژه PULSE به همان اندازه که به تحقیقات فضایی مرتبط است، به بهداشت و درمان روی زمین هم ارتباط دارد. ارگانوئیدهای (اندام‌واره‌های) چاپ شده زیستی که ساختار پیچیده اندام‌های طبیعی انسان را به دقت تقلید می‌کنند، پتانسیل این را دارند که وابستگی به آزمایش روی حیوانات را کمتر کرده و بستری دقیق‌تر و کارآمدتر برای مطالعه مکانیزم‌های بیماری و ارزیابی پاسخ‌های دارویی فراهم سازند.
دانشمندان در گذشته با قرار دادن سلول‌های قلب در معرض شرایط فضاپیما آزمایشات خود را انجام می‌دادند. به عنوان مثال، موسسات مختلفی مانند دانشگاه براون و دانشگاه جانز هاپکینز برای ارسال برخی از نمونه‌های بافت قلبی به ایستگاه فضایی بین‌المللی در چند سال گذشته با ناسا همکاری کردند.
اخیرا هم به عنوان بخشی از ماموریت تامین مجدد رباتیک CRS-27 اسپیس ایکس این کار را انجام دادند. هدف آن‌ها این بود که ببینند ریزگرانش مدار زمین چه اثری روی این سلول‌ها که «بافت روی یک تراشه» نامیده می‌شود، می‌گذارد و آیا می‌توان آسیب‌های عضلانیِ طبیعی را با سرعت بیشتری درمان کرد یا خیر. زیرا محیط فضا به نوعی اثرات پیری را بر انسان تقلید می‌کند. اما اکنون با یک قلب کامل خیلی بهتر می‌توان کارکردهای قلب را شبیه‌سازی کرد و درمجموع شرایط بهتری را برای انجام آزمایش‌ها، فراهم ساخت.
در واقع، فضانوردانی که به صورت فیزیکی در ایستگاه فضایی بین‌المللی مستقر هستند، به طور مداوم سلامت قلبی عروقی خود را زیر نظر دارند و گزارشات را جهت مطالعات علمی فعال قلب به جاهایی مانند آژانس فضایی کانادا، که به نحوه واکنش شریان‌ها و قلب‌ها به تغییرات فشار خون در فضا می‌پردازد، ارسال می‌کنند. با این حال، PULSE امیدوار است که قلب‌های مصنوعی کامل را به آزمایشگاه مدار زمین بفرستد نه نمونه‌های سلولی و نه اندام‌های فعال در بدن انسان.
در این پروژه، محققان قصد دارند این قلب‌ها را با آنچه که فناوری PULSE می‌نامند و سیستم‌های “شناور مغناطیسی” و “شناور آکوستیک”، درست کنند. شناور آکوستیک از امواج صوتی برای معلق کردن چیزی در هوا استفاده می‌کند در حالی که شناور مغناطیسی برای همان کار از میدان‌های مغناطیسی استفاده می‌کند. شاید قبلاً در مورد شناور مغناطیسی شنیده باشید، قطارهایی که از سطح زمین فاصله دارند و تقریبا در هوا شناور هستند تا به سرعت‌های خیره کننده برسند.
این قطارها از نیروی شناور مغناطیسی بهره می‌برند. در مورد PULSE، هدف از این دو تکنیک شناورسازی این است که دانشمندان را قادر سازد تا قسمت‌های مختلف یک اندام چاپ‌شده زیستی را طوری طراحی کنند که کاملا مشابه نمونه واقعی خود باشد و بخش‌های مختلف آن به‌صورت جداگانه قابل دستکاری باشد. اگر بشریت یک روز بتواند به اعماق فضا برود، پروژه‌هایی مثل Pulse می‌توانند به رفع چالش‌های این سفر کمک زیادی کنند.
منبع:
https://www.space.com/international-space-station-3d-printed-hearts-astronauts-deep-space-travel
همچنین خواندن مطالب زیر توصیه می شود:
آیا اینترنت فیبر نوری با TD-LTE تفاوت دارد؟
تعریف و مقایسه TD-LTE و FD-LTE در ارتباطات سلولی