Im späten August startete die NASA gemeinsam mit SpaceX die mittlerweile 33. kommerzielle Nachschubmission zur Internationalen Raumstation (ISS). Die Mission, bei der die bewährte Dragon-Kapsel im Einsatz war, hatte nicht nur übliche Versorgungsmaterialien an Bord, sondern auch eine Vielzahl an innovativen wissenschaftlichen Experimenten. Im Mittelpunkt und für uns natürlich besonders interessant: bahnbrechende Anwendungen von 3D-Drucktechnologien in der Medizin und Raumfahrttechnik.
Medizinische Implantate und 3D-Bioprinting
Eines der faszinierendsten Experimente der aktuellen Mission ist der Versuch, medizinische Implantate per 3D-Bioprinting herzustellen – und das unter den einzigartigen Bedingungen der Mikrogravitation. Forschende hoffen u.a., dass sich Nervenzellen in der Schwerelosigkeit effektiver regenerieren lassen. Das Implantat, das eigens für diese Tests entwickelt wurde, soll künftig helfen, durch Unfälle beschädigte Nervenbahnen zu überbrücken und so Heilungsprozesse im menschlichen Körper zu fördern. Auf der Erde scheiterten bisherige Verfahren oft daran, stabile „Brücken“ zwischen verletzten Nerven zu schaffen. Das im All gefertigte Implantat könnte nicht nur qualitativ hochwertiger sein, sondern auch neue Erkenntnisse über die Regeneration von Nervenzellen liefern.
Die „Nervenbrücke“
Ein weiteres Highlight der Mission: die Erforschung von 3D-gedrucktem Lebergewebe. Nachdem frühere Tests bereits gezeigt haben, dass das Gewebe die Bedingungen im All überstehen kann, wollen Wissenschaftler nun die nächste Phase einleiten. Dies beinhaltet Test bezüglich des aktiven Zellwachstum Verhaltens und der Dokumentation von Blutzellen in dem 3D-gedruckten Lebergewebe. „Wir sind besonders daran interessiert, die Entwicklung von Gefäßnetzwerken im Gewebe zu beschleunigen“, sagt James Yoo vom Wake Forest Institute of Regenerative Medicine. Langfristiges Ziel dieser Forschung ist nichts Geringeres als der 3D-Druck funktionsfähiger menschlicher Organe – ein bis jetzt ferner Traum in der Medizintechnik.
Das 3D-gedruckte Lebergewebe
Metall-3D-Druck im All: Ersatzteile aus dem Orbit
Neben biotechnologischen Experimenten spielt auch der technische 3D-Druck eine Schlüsselrolle. Je weiter Raumfahrtmissionen sich von der Erde entfernen, desto schwieriger wird es, notwendige Ersatzteile oder Komponenten nachzuliefern. Daher ist die Entwicklung einer lokalen Fertigung im All von entscheidender Bedeutung. In Zusammenarbeit mit Airbus Defence and Space SAS sowie CADMOS in Frankreich testet die ESA (European Space Agency) verschiedene Strategien für den Metalldruck in Schwerelosigkeit. Wie Rob Postema berichtet: „Wir werden mehrere kleine Würfel mit unterschiedlichen Strategien drucken, um den optimalen Ansatz für Metalldrucker im Weltraum zu ermitteln, sowie zwei kleine Düsen, um die Qualität der in der Schwerelosigkeit gedruckten Raumfahrzeugteile zu untersuchen.“
Abseits von 3D-Drucktechnologien untersuchen die Forschenden ebenfalls Knochenzellen, um dem massiven Knochenabbau von Astronauten im All entgegenzuwirken. Die aktuelle Mission beinhaltet daher Experimente mit knochenbildenden Zellen, um den Einfluss der Mikrogravitation auf deren Wachstum besser zu verstehen – und möglicherweise Gegenmaßnahmen zu entwickeln. Die SpaceX 33-Mission verspricht also ein innovatives Forschungsumfeld für zukunftsgerichtete Technologien. Somit setzen alle beteiligten Parteien einen neuen Maßstab für die Nutzung von 3D-Druck im All. Mehr Informationen finden Sie HIER.
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*Bildverweise: NASA