在太空中实现3D细胞培养和生物打印

生物学家通常在体外培养细胞，以揭示它们在体内的功能。不过与体内环境相比，2D 培养改变了基因表达、蛋白质生产和总体细胞行为。因此，2D培养可能影响体外研究结果的治疗相关性。为了克服这些局限性，研究人员正在开发各种方法，希望更好地模拟天然的3D环境。

Nano3D Biosciences的总裁和首席科学官Glauco Souza开发出一种新颖的3D培养技术：磁悬浮。在开发技术的同时，他组装出越来越复杂的磁性纳米粒子组合，并很快意识到，如果让细胞吸收这些纳米粒子，那么他能在体外直接操控细胞。3D细胞培养的工具变迁：从水凝胶到器官芯片

这个系统将基于金原子的水凝胶与磁性氧化铁纳米颗粒相结合，作为接种不同细胞的底物。当细胞添加到这个平台时，它们很容易吸收带电的纳米颗粒。在磁场作用下，细胞悬浮并相互作用，就像在器官和肿瘤中一样。这个平台为研究人员提供了更大的灵活性，来调整细胞之间的相互作用。

以这项技术为基础，Nano3D与NASA的下属机构BioServe Space Technologies合作，提交了一项在太空中研究磁悬浮的建议。他们的目标是隔离在细胞生长过程中重力对底物粘附的作用。

在微重力的情况下，细胞自发地以3D形式生长，并组装成复杂的3D聚合物，但它们更难操控。“我们认为，磁力可以解决太空中遇到的一系列问题，”Souza说。也许他很快就能够找到答案，因为NASA很快将在国际空间站上开始这个项目的实验。

届时，磁性工具将与现有的飞行硬件整合，成为太空中细胞培养的平台。这个平台将成为2D和3D细胞培养的新方法，有助于隔离实验中重力的影响，并实现之前被认为不可行的生物学研究。

除了改进国际空间站的3D培养，Souza希望这些实验也能改进地球上的细胞培养实践。“从一种新技术的角度来看，我们想知道太空中的发现是否能够帮助地球上的人们。”