从人类的航天能力和3D生物打印技术的发展现状来看

科幻故事中的很多场景已经成为现实！所以，我们有理由相信未来的太空中会用到生物打印机。

例如，一名宇航员在前往火星的长途航行中可能被化学物质严重灼伤，那么他会对宇宙飞船上有能打印出一块新皮肤的设备而感到欣慰。或者，展望更远的未来，一个火星殖民者可能会遭受肝功能衰竭的折磨，如果医生可以打印出一个替代器官，那么他就能被救治。

从人类的航天能力和3D生物打印技术（一种快速发展的技术，3D生物打印机可以挤出生物材料和细胞，逐层推挤构建出生物组织）的发展现状来看，这些场景还是很遥远的。

但是，生物打印机公司Allevi和在国际空间站（ISS）上有两台3D打印机的Made in Space公司新建立起了合作伙伴关系，这是朝着科幻故事里的那些医学场景迈出去的第一步。

Allevi设计了ZeroG生物挤出机，它能够在微重力条件下打印生物材料。为确保它可以很容易地插入到Made in Space的打印机中，两家公司已经在联手工作。“我们希望它对宇航员来说是即插即用的”，Allevi（前身为BioBots公司）的CEORicky Solorzano说。

ZeroG还只是一个概念产品，但两家公司似乎都有信心他们可以在不久的将来将挤出机送到国际空间站。Solorzano说：“我们在生物材料方面拥有丰富的经验，而他们知道如何将物品送到太空。”

照片来源：Made in Space

Allevi的生物打印挤出机放入此处所示的Made in Space打印机。

Made in Space于2014年首次将3D太空打印机送上国际空间站，并在2016年增加了一台。在太空中进行3D打印需要需要对挤压过程进行仔细的控制，因为你不会希望材料的液滴漂浮到周围；还需要控制机器的工作温度，因为微重力环境中缺少我们在地球上习以为常的对流，所以“要保持热的部分热冷的部分冷是很困难的”，Made in Space总裁兼CEO Andrew Rush解释说。

为了打印出像水凝胶（一种常用作细胞“支架”的生物相容性材料）这样的生物材料，Allevi的ZeroG挤出机有一个用来驱动注射器（在右侧）的活塞（在左侧）。为了构造出想要的几何形状的物体，关键是要控制材料的挤出。这些材料会立即粘合在一起，每一层与前一层粘合。

在地球上进行生物打印，进展情况不错！很多研究人员已经成功打印出人体皮肤，尽管他们的技术尚未被临床应用。但是打印器官是一项艰巨得多的任务，因为器官是由多种细胞组成的，并且与血管和神经交织在一起。像Organovo这样的公司正在努力应对这一挑战。也许火星殖民成为现实的时候，这项技术就已经准备好了。

一旦ZeroG挤出机能与ISS上的打印机集成，它还将有几个可立即进行的应用。Solorzano表示，Allevi向世界各地的实验室分发了200多台打印机，他希望这些用户能够提议科学实验：他们可以在ISS和地球上同时进行实验并对实验结果进行比较。

关于生物材料在太空中的表现，有很多有趣的科学问题。例如，Solorzano说研究人员可能会研究骨骼是如何形成并是如何应对重力不足的，这对要在太空中度过更长时间的宇航员来说是一个重要的问题。

另一个应用建立在Made in Space推动的“太空制造”（Space-enabled manufacturing）概念（即微重力将使一些无法在地球上制造的和在太空中有实际价值的特殊种类的材料和产品的生产成为可能）的基础上。Made in Space公司已经在国际空间站上进行光纤制造试验，Merck制药公司也正在研究可能对药物释放有用的晶体。  

Allevi会发现在太空中长出的某些类型的生物组织对地球上的人有用吗？Solorzano说：“这是一个更深入的问题，但如果不进行基础的生物学实验，我们就无法知道答案。” 

有两种办法可以让该挤出机进入国际空间站：Allevi可以说服NASA将它带到NASA自己的实验，或者在可于国际空间站上的国家实验室做研究的研究人员的要求下将其送上空间站。

无论采用哪种方式，ZeroG挤出机都必须通过NASA的安全和验证检查。“所有送到太空的东西都经历了这个过程”，Made in Space的Rush说。航天局需要评估所有的材料和系统，以确保它们不会对宇航员的健康或国际空间站的运行造成威胁。Rush说：“NASA需要知道，如果设备遭遇某些事情，它将会以安全的方式失灵。”

在太空中进行生物打印的最大障碍可能是材料。Allevi获得将水凝胶等生物材料送到国际空间站的许可是相对容易的，但要获准将填充着水凝胶支架的人体细胞送至太空站就要困难得多。Solorzano说：“我们需要弄清楚国际空间站上在处理细胞方面有哪些限制。”

Rush说，在设备获得运往太空的许可之前还有另外一个步骤，即ZeroG挤出机必须在NASA的摇床上待上一段时间，“他们必须确保它能经受住火箭升空的考验。”