航天医疗,从航天员走向普通人中国航天报

这个农历新年，新型冠状病毒的疫情牵动了全国人民的心，在这个共克时艰的日子里，大家都期待着现代医学能够提供特效药和医疗器械来治愈患者并阻断疫情的蔓延。大家或许有所不知，航天技术在医疗领域的应用是非常广泛且贡献巨大。那么，航天科技有哪些医疗成果？未来又有什么新的“航天+医疗”的科技值得期待呢？

原来它与医疗融合多年

年，赞比亚龙肯达修女曾给美国宇航局写信问：目前地球上还有这么多孩子吃不上饭，美国宇航局怎么舍得为远在火星的项目花费数十亿美元？随后，美国宇航局的科研人员回复：太空探索不仅给人类提供一面审视自己的镜子，它还能给我们带来全新的技术、全新的挑战和进取精神，以及面对严峻现实问题时依然乐观自信的心态。

事实上，航天医学作为特种医学，对发展载人航天事业起到了重要的保障作用，也极大推动了整个医学技术的发展。如今，很多航天医学保障航天员健康的方法、药物和器械，已用于解决普通人群的相关健康问题。

首先我们来了解一款和呼吸道相关的医疗技术。众所周知，我们在呼吸时会释放出一氧化氮微粒，当一个人呼吸道发炎时，呼气中的一氧化氮含量会增加。为了发现航天员的潜在炎症，欧空局研发了一种可以准确测量一氧化氮含量的仪器。目前，这项技术已被用于哮喘病人的诊治。

另外，在失重环境中，航天员面临着骨质疏松的风险，所以航天员每天都需要进行体能锻炼，还需要每周摄入少量的二磷酸盐。后来发现，类似这样的药物同样让在地球上那些面临骨质疏松风险的中老年人受益。

半透明多晶氧化铝属于高强度、高透明度的陶瓷材料，最初应用于航空航天领域。后来科研人员发现，可以将这种材料应用于透明牙套领域，现在它已成为最成功的牙齿矫正材料。

国际空间站的机械臂是国际空间站上搬运重物、飞船对接和维护工作的有力帮手，可以辅助或替代航天员开展高难度、高危险的工作。受这项技术的启发，人们研发出了医疗领域的机械手臂，用于去除脑部肿瘤等精密手术，其精准和专业程度完全不亚于经验丰富的外科医生。

太空中的失重环境会改变人类眼睛移动和感知运动的方式，航天员在天上驻留的时间长了之后，往往无法灵活地像在地面一样控制眼睛想要看的方向，高科技眼动仪很好地解决了这个问题。如今，眼动仪也被用在激光眼科校正手术中，以确保激光束的准确定位，实现了对患者的眼部进行实时、准确跟踪，并在不需要外科医生介入的情况下，精确地指挥激光手术刀。

太空的失重环境会增加航天员患肾结石的风险，而且一旦航天员在太空患上肾结石比在地球上更容易诱发感染。因此，美国宇航局研发出一种手持式超声波装置，可以检测、移动、粉碎结石，让这些“小石头”更容易排出体外。这项技术为地球上众多肾结石患者带来了福音。

太空中的水资源极其宝贵，为此科研人员研发出高效而安全的净水循环处理技术。基于这项技术医院非常常用的透析机。值得一提的是，医学与生物研究是当前太空实验的重点。在国际空间站实验舱的诸多科研项目中，医学与生物研究分别占43%和32%。严格来说，生物工程是另一研究领域，例如研究、制备在医学、生物学和药物学方面有潜在应用价值的生物材料，如微生物、细菌、植物细胞和动物胚胎中的蛋白质晶体等。

神奇变现实并不遥远

干细胞生物学是21世纪引人瞩目的研究领域之一，是组织工程和再生医学研究的上游学科。干细胞的重要功能是维持和控制细胞的再生能力，它具有自我更新复制能力和多分化潜能，可分化为多种组织细胞类型。科学家们已经利用航天技术分析在空间失重环境下的干细胞的增殖与分化情况，研究利用空间微重力独特的条件干细胞如何进行大规模扩增和组织工程构建。

心脏萎缩及相关疾病是目前医学界的重要课题之一，患有糖尿病、肌肉营养不良、癌症、败血症和充血性心力衰竭等疾病的人，常会出现心脏功能障碍和组织损伤。目前，科学家准备基于人类的干细胞，使用3D生物打印技术，开发太空人造微型心脏。然后，这些心脏组织结构将被送到国际空间站，以深入了解微重力如何影响人类心脏的功能。科研人员希望这项研究成果有助于医生更好地理解心脏萎缩，毕竟失重环境能很好地模拟虚弱的心肌。

我国的科学家同样不遑多让。年4月，我国天舟一号货运飞船与“天宫二号”成功对接，不仅完成了送货任务，还进行了不少科学实验。其中一项实验是“微重力环境下胚胎干细胞培养实验”，就是要通过普通光合荧光显微成像技术观察干细胞在太空中增殖和分化过程，并通过细胞荧光信号强度变化以及细胞的形态变化特征，判断小鼠胚胎干细胞在太空失重环境下多潜能基因的自我更新和细胞分化情况。

此外，地球上由于重力的作用，细胞一般沉降到培养皿的底部，而难以像人体内细胞一样自己组织起来并形成像血管这样的结构。而通过国际空间站上的实验，科学家发现，在失重环境中，血管中的细胞则会以类似于人体内细胞的方式组织起来，形成为简单的三维结构。科学家表示，这些管状的聚集体就像原始的血管，这是此前他们在地球上培养细胞从未实现过的。如果能够利用人类细胞培养出人造血管，将具有治疗多种疾病的巨大潜力，不仅可以将其用于外科手术，帮助需要移植的患者替换受损的血管，还可以增进我们对一系列与血管有关的疾病以及失重对人体的影响的了解。

以往国际空间站承担了大部分的空间实验任务，而未来我们中国自己的空间站也会发射升空，其规划部署了密封舱内的16台科学实验柜、舱外暴露实验平台以及共轨飞行的实验舱，可以支持在轨实施天文、生命科学、生物技术、航天医学、空间物理等方向的科学研究与应用项目。

文/许元男

图/中国航天报

编辑/杨蕾赵聪刘岩

审核/陈立

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