Astronauten testen einen tragbaren 3D-Drucker, der Verbände aus ihren eigenen Hautzellen herstellt

Obwohl die Internationale Raumstation in den fast 25 Jahren ihres Bestehens eine fantastische Sicherheitsbilanz vorzuweisen hat, heißt das nicht, dass Astronauten nicht einem großen Risiko ausgesetzt sind. Im Falle eines medizinischen Notfalls hat die Besatzung beispielsweise keinen Zugang zu einem voll ausgestatteten modernen Krankenhaus und Ärzten. Es ist absolut keine Hilfe von außen möglich, weshalb alle Astronauten vor der Ankunft auf der Raumstation eine medizinische Ausbildung absolvieren müssen.

Während wir unsere Flügel zu Orten außerhalb unseres Heimatplaneten ausbreiten, wird eine weltraumkompatible medizinische Infrastruktur immer wichtiger. Aus diesem Grund testen Astronauten an Bord der Station derzeit einen neuen Bioink-3D-Drucker, der Gewebestrukturen aus ihren eigenen Hautzellen erstellen kann. Der tragbare Bioprinter, der einem Klebebandspender sehr ähnlich sieht, würde verwendet, um in Echtzeit einen gewebebildenden Verband auf die Verletzungsstelle aufzubringen.

Der Bioprint FirstAid wurde von der Deutschen Raumfahrtagentur (DLR) entwickelt und ist kürzlich im Rahmen der 24. Frachtnachschubmission von SpaceX auf der Internationalen Raumstation eingetroffen.

Herkömmliche 3D-Bioprinter sind sperrig und benötigen eine lange Kultivierungsphase, damit die Patches ausreifen können. Dieses Gerät hingegen ist klein genug, um in Ihre Hand zu passen.

„Bei bemannten Weltraummissionen müssen Hautläsionen schnell und effizient behandelt werden“, sagt Projektleiter Michael Becker von der Deutschen Raumfahrtagentur dem DLR. „Mobiles Bio-Printing könnte den Heilungsprozess deutlich beschleunigen. Eine personalisierte und individuelle Wundbehandlung auf Basis von Bio-Printing könnte einen großen Nutzen haben und ist ein wichtiger Schritt für eine personalisiertere Medizin im Weltraum und auf der Erde.

Für die technologische Demonstration werden vorerst keine echten menschlichen Zellen, sondern fluoreszierende Mikropartikel verwendet. In Kombination mit zwei schnell aushärtenden Gelen bilden diese Mikropartikel einen pflasterähnlichen Verband, der auf den mit Aluminium bedeckten Arm oder das Bein eines Astronauten aufgedruckt und für weitere Tests zur Erde zurückgebracht wird.

Gewebeschichten können anders funktionieren als hier auf der Erde, weshalb Wissenschaftler Vorkehrungen treffen, bevor sie den Einsatz eines solchen Geräts in einem echten medizinischen Notfall zulassen. Wir wissen zum Beispiel, dass die Mikrogravitation die Heilungszeit verlängert.

Biogedruckte Hautpflaster zur Wundheilung würden die Zellen des Zielpatienten enthalten und dadurch das Risiko einer Abstoßung verringern. Die Technologie könnte sich sogar bei medizinischen Notfällen auf der Erde als nützlich erweisen, da Ärzte und medizinisches Personal das Gerät am Ort der Verletzung verwenden könnten, ohne einen Patienten in ein Krankenhaus bringen zu müssen.

Während derselben Nachschubmission, die den Bioprint FirstAid im Dezember 2021 zur ISS brachte, schickte die NASA auch monoklonale Antikörperstudien für Krebstherapien, Veränderungen der Immunfunktion, Veränderungen der pflanzlichen Genexpression und Citizen-Science-Projekte. Die Astronauten erhielten auch Tide Infinity, ein vollständig abbaubares Reinigungsmittel, das speziell für den Einsatz im Weltraum entwickelt wurde. Die Besatzung der Raumstation trägt ein Kleidungsstück mehrmals und ersetzt es dann durch neue Kleidung, die von der Versorgungsmission geliefert wird. Diese Innovationen ebnen somit den Weg für die ersten Waschsalons außerhalb der Erde.

„Aus wissenschaftlicher Sicht gehören zu den größten Herausforderungen beim Waschen außerhalb des Planeten die strengen Anforderungen an die Kompatibilität mit Luftreinigungssystemen, die begrenzte Menge an Wasser, die für jede Waschbehandlung zur Verfügung steht, und die Anforderung, dass das Waschwasser gereinigt wird, um wieder trinkbares Wasser zu werden “, sagt P&G-Forscher Mark Sivik, der an der Entwicklung des weltraumtauglichen Reinigungsmittels mitgewirkt hat.