在地球做太空实验，Firefly Biotech打造模拟微重力实验工具与环境【Space Medicine系列案例】( 二 ) _健康小知识

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FireflyBiotech创始人兼首席科学官GilesKirby
长期致力于研究细胞疗法等再生医学的Kirby在研究过程中发现，再生医学等生命科学的未来需要在微重力环境中取得进展性突破，但实验硬件缺少和门槛过高成了生物学家进一步研究的难点问题。为了解决这一问题，促进再生医学等生命科学领域的进步， Kirby创办了FireflyBiotech 。
澳大利亚第一个双轴回转器
在地球上打造一个供给实验的微重力实验环境是一件困难的事。一般将10-3g到1g（即0.001g到1g）之间的重力状态称之为微重力。为了提供生物学家理想的实验环境，大部分实验室都需要配备回转器产生微重力效应，模拟10-2或10-3（即0.01g或0.001g）g的微重力环境。但目前市面上大部分的回转器都是单轴回转器，只能达到10-2（0.01g）的重力。
FireflyBiotech在澳大利亚率先推出双轴回转器，双轴回转器能够达到10-3（0.001g）的重力环境，比起之前的单轴回转器，能够模拟更接近空间站的微重力环境。

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双轴回转器来源：FireflyBiotech官网
微重力模拟装置能够应用在广泛的生物学研究领域，包括细胞培养、癌症研究、细胞疗法、干细胞研究、药物发现、组织工程、天体生物学、蛋白质结构分析、胚胎等领域。
除了打造双轴回转器外， FireflyBiotech还开发了一个驱动双轴回转器的微重力开源算法，将实验的各个部分整合，能够检测微生物的细微变化。在组织工程培养方面， Firefly将材料化学与PC2工作流程相结合，开发定制的微重力组织培养解决方案，并确认使用工业4.0技术为医疗实验提供高质、前沿的医疗原型样本。
除了FireflyBiotech这样的创业公司致力于开发双轴回转器外， NASA也在2022年3月宣布打造双轴回转器以模仿空间站微重力环境供给生物学研究。
写在最后
微重力环境的模拟对于生物学和医学来说意味着重大突破。地面微重力模拟是随着航天技术的发展而出现的一种新领域，这也很快成为美国、日本、加拿大等空间大国相继关注的重要技术之一。相比于数字仿真和理论评估，通过微重力模拟得到的实验数据真实性、可靠性更强，具有不可替代的优势。
微重力的模拟主要原理有两种，一是运动法，二是力平衡法。目前地面模拟微重力实验环境主要依靠运动法。运动法通过使物体按照特定的规律运动，让物体所受的重力几乎全部用来抵消惯性力或离心力，以此消除重力影响。回转器利用的就是这种方法。
另外，还有一种利用抛物线法打造实验环境的方式。瑞士NovaSpaceBiotechnology脱胎于苏黎世大学，使用大型和小型喷气式飞机和亚轨道系统设计、建造和测试微重力实验硬件的经验和技术，帮助生命科学领域实验创建实验方案、提供技术支持和实验材料的确定。
目前国内也有不少企业提供单轴回转器打造微重力模拟环境，双轴回转器在全球范围内都较为稀少，国内此资源依赖进口。大部分科学家都认为，要攻克疑难杂症特别是癌症，希望或许在太空。在我国的空间站上，有两个专为生物医学的的研究内容，一是“太空肿瘤” ，二是“微重力对致病菌生长和生物膜产生的影响” 。未来的生物医学领域，微重力实验环境或是突破的关键所在。

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