隨著人類對征服火星、征服太空的愿望在一步步努力,其中問題也隨之出現(xiàn)。在地球上,人受傷骨折愈合都是一個漫長的過程,那么在太空中骨折了又該怎么辦呢?
長時間在太空旅行,人類需要治療和處理我們身體受傷的方法。新的研究表明,在太空中,集中在軟骨(膝蓋、臀部和骨折愈合中出現(xiàn)的組織)中出現(xiàn)的骨折是可以再生的。而其中微重力和體力消耗可能是治愈骨折的關鍵。密蘇里大學相關研究員稱:“軟骨工程是非常關鍵的領域“。因為軟骨無血管組織、沒有血液供應、沒有再生能力。如果說有人在太空中骨折了,當這兩個骨頭再次重新連接時,在骨骼完全愈合之前,中間會有一個過程,就是生成新的軟骨” 。
密蘇里大學的相關研究人員決定在微重力條件下研究如何在骨愈合過程中形成軟骨。微重力是宇航員在自由落體時遇到空間的失重,就像國際空間站一樣。要使人體健康,必須能夠發(fā)揮力量,維持肌肉骨骼系統(tǒng),并修復受到的任何傷害。軟骨細胞對于關節(jié)維持是必不可少的,而且軟骨干細胞也由身體產生以重新連接破碎的骨骼。宇航員長期呆在太空執(zhí)行任務,受到了條件的限制,但對軟骨健康有害,如微重力。
當宇航員斯科特·凱利在空間站上呆了長達一年的時間,研究小組發(fā)現(xiàn),在太空任務的六個月后,他的骨骼形成率開始下降。在失重的情況下,凱利和其他空間機組人員每天鍛煉約2小時,以避免肌肉萎縮和骨密度的喪失。為了保持健康,他們的身體需要在地球表面的重力作用下模擬步行和日?;顒?。這被稱為機械負載。另一方面,長時間暴露于微重力使身體暴露于不健康的機械卸載水平,這就像長時間臥床休息時身體所經歷的那樣。
根據(jù)這種情況密蘇里大學的研究小組開始了實驗,將脂肪來源的干細胞(來自脂肪組織,幫助身體修復骨骼)放入兩個個環(huán)境中,以了解什么機制最有助于細胞再生。一個人工自造的微重力,另一個是重新創(chuàng)建機械負載。相關研究人員稱稱:“我們要做的是顯示新軟骨組織工程的適當機械載荷的差異和需求?!?/p>
該團隊通過使用由美國航空航天局約翰遜航天中心科學家設計的旋轉壁容器生物反應器,將一組培養(yǎng)的干細胞暴露于微重力的模擬下,并通過使用旋轉壓力容器再現(xiàn)的影響,將其它培養(yǎng)的干細胞暴露于模擬機械載荷。他們還留下了一個靜態(tài)控制,與地球的正常引力拉動。該團隊發(fā)現(xiàn),模擬重力的機械負荷效應增強了干細胞超過微重力和控制。當身體運動時,軟骨體內的額外壓力對于軟骨細胞生長至關重要。
研究人員在研究報千中寫道:“與在微重力生物反應器中培養(yǎng)的細胞相比,CHP [環(huán)流靜水壓力]產生的機械刺激(模擬軟骨在地球日?;顒又薪洑v的機械環(huán)境)增強軟骨形成??磥?,未來空間機組人員可以體驗到類似地球的身體活動,還會使他們的骨骼和關節(jié)更健康,修復也更容易。(科技新發(fā)現(xiàn) 康斯坦丁/文)
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