隨著人類(lèi)對(duì)征服火星、征服太空的愿望在一步步努力,其中問(wèn)題也隨之出現(xiàn)。在地球上,人受傷骨折愈合都是一個(gè)漫長(zhǎng)的過(guò)程,那么在太空中骨折了又該怎么辦呢?
長(zhǎng)時(shí)間在太空旅行,人類(lèi)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(guān)鍵。密蘇里大學(xué)相關(guān)研究員稱(chēng):“軟骨工程是非常關(guān)鍵的領(lǐng)域“。因?yàn)檐浌菬o(wú)血管組織、沒(méi)有血液供應(yīng)、沒(méi)有再生能力。如果說(shuō)有人在太空中骨折了,當(dāng)這兩個(gè)骨頭再次重新連接時(shí),在骨骼完全愈合之前,中間會(huì)有一個(gè)過(guò)程,就是生成新的軟骨” 。
密蘇里大學(xué)的相關(guān)研究人員決定在微重力條件下研究如何在骨愈合過(guò)程中形成軟骨。微重力是宇航員在自由落體時(shí)遇到空間的失重,就像國(guó)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(fù)受到的任何傷害。軟骨細(xì)胞對(duì)于關(guān)節(jié)維持是必不可少的,而且軟骨干細(xì)胞也由身體產(chǎn)生以重新連接破碎的骨骼。宇航員長(zhǎng)期呆在太空?qǐng)?zhí)行任務(wù),受到了條件的限制,但對(duì)軟骨健康有害,如微重力。
當(dāng)宇航員斯科特·凱利在空間站上呆了長(zhǎng)達(dá)一年的時(shí)間,研究小組發(fā)現(xiàn),在太空任務(wù)的六個(gè)月后,他的骨骼形成率開(kāi)始下降。在失重的情況下,凱利和其他空間機(jī)組人員每天鍛煉約2小時(shí),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?dòng)。這被稱(chēng)為機(jī)械負(fù)載。另一方面,長(zhǎng)時(shí)間暴露于微重力使身體暴露于不健康的機(jī)械卸載水平,這就像長(zhǎng)時(shí)間臥床休息時(shí)身體所經(jīng)歷的那樣。
根據(jù)這種情況密蘇里大學(xué)的研究小組開(kāi)始了實(shí)驗(yàn),將脂肪來(lái)源的干細(xì)胞(來(lái)自脂肪組織,幫助身體修復(fù)骨骼)放入兩個(gè)個(gè)環(huán)境中,以了解什么機(jī)制最有助于細(xì)胞再生。一個(gè)人工自造的微重力,另一個(gè)是重新創(chuàng)建機(jī)械負(fù)載。相關(guān)研究人員稱(chēng)稱(chēng):“我們要做的是顯示新軟骨組織工程的適當(dāng)機(jī)械載荷的差異和需求?!?/p>
該團(tuán)隊(duì)通過(guò)使用由美國(guó)航空航天局約翰遜航天中心科學(xué)家設(shè)計(jì)的旋轉(zhuǎn)壁容器生物反應(yīng)器,將一組培養(yǎng)的干細(xì)胞暴露于微重力的模擬下,并通過(guò)使用旋轉(zhuǎn)壓力容器再現(xiàn)的影響,將其它培養(yǎng)的干細(xì)胞暴露于模擬機(jī)械載荷。他們還留下了一個(gè)靜態(tài)控制,與地球的正常引力拉動(dòng)。該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn),模擬重力的機(jī)械負(fù)荷效應(yīng)增強(qiáng)了干細(xì)胞超過(guò)微重力和控制。當(dāng)身體運(yùn)動(dòng)時(shí),軟骨體內(nèi)的額外壓力對(duì)于軟骨細(xì)胞生長(zhǎng)至關(guān)重要。
研究人員在研究報(bào)千中寫(xiě)道:“與在微重力生物反應(yīng)器中培養(yǎng)的細(xì)胞相比,CHP [環(huán)流靜水壓力]產(chǎn)生的機(jī)械刺激(模擬軟骨在地球日?;顒?dòng)中經(jīng)歷的機(jī)械環(huán)境)增強(qiáng)軟骨形成??磥?lái),未來(lái)空間機(jī)組人員可以體驗(yàn)到類(lèi)似地球的身體活動(dòng),還會(huì)使他們的骨骼和關(guān)節(jié)更健康,修復(fù)也更容易。(科技新發(fā)現(xiàn) 康斯坦丁/文)
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