太空生物技術公司Yuri依靠3D打印來實現微重力下的生物實驗

南極熊導讀：不受重力影響的細胞生長可能會徹底改變藥物開發(fā)。尤其是在國際空間站上進行干細胞、人造器官、表面和材料的定制實驗。

2024年4月3日，南極熊獲悉，德國太空生物技術初創(chuàng)公司Yuri開發(fā)了一種模塊化3D打印流體系統，用于微重力環(huán)境下的生物實驗。

該流體系統由雙向蠕動泵驅動，按預先設定的時間表運行，并與泵和電子元件一起封裝在一個尺寸為40 x 40 x 80毫米的鋁制外殼中。每個科學殼由四個3D打印模塊組成：一個流體存儲模塊（或水箱）、一個培養(yǎng)室模塊（用于進行生物實驗的地方）、一個流體芯片模塊（用于流體管理以及所有其他模塊之間的機械和流體接口）和一個泵模塊。

這些組件組合在一起被稱為ScienceShell。ScienceTaxi是一個用于生物樣本微重力研究的商用全自動培養(yǎng)箱，總共裝有38個ScienceShell。

Yuri公司是一家生物技術公司，利用太空微重力環(huán)境開發(fā)和制造優(yōu)質生物技術產品。該公司為細胞結構和蛋白質晶體開發(fā)模塊化生物反應器和孵化器，用于世界各地科學家的研究。該公司擁有一支由30多名太空工程師和生物學家組成的團隊，與美國國家航空航天局（NASA）、歐洲航天局（ESA）、葛蘭素史克公司（GSK）和柏林夏里特大學（Charité Berlin）等機構合作，為國際空間站開發(fā)了20多個有效載荷。

△早些時候，Yuri開發(fā)的全自動微型實驗室盒

通過3D打印技術開發(fā)ScienceShell流體系統模塊

有了3D打印技術，Yuri公司能夠增加其ScienceShell流體系統設計的復雜性和精確性。復雜的內部通道能夠在水箱和培養(yǎng)室之間 "精確分配 "液體。這種技術還允許公司根據客戶的要求定制設計模塊，縮小流體系統的尺寸，以便在ScienceTaxi中放置更多的模塊。這意味著可以同時容納幾家公司的ScienceShell或者客戶可以增加樣本量。

△Formlabs Form 3B 3D打印機

ScienceShells是利用Formlabs PreForm平臺開發(fā)的。Yuri表示，該平臺提供了 “強大的流程可視性和變更可追溯性”，同時易于使用。所有四個模塊都用BioMed Clear Resin材料在Formlabs Form 3B+上打印出來，立體光刻工藝因其善于產生高度精細和復雜的設計而被廣泛應用。Yuri還注意到，該技術的層間化學鍵合有助于提高各向同性和機械強度，而打印床的光滑表面意味著通常無需打磨。

盡管并非總是需要打磨打印后的部件，但所有部件都需要在異丙醇溶液中清洗，以去除空腔和內部通道中未固化的樹脂，然后在固化步驟中使用紫外線輻射，以最大限度地提高機械性能。支撐后零件上留下的痕跡和凹凸用砂紙去除。