1396/11/24

ابزارهای قابل‌ چاپ سه‌بُعدی در خدمت مطالعه سلامت فضانوردان

اگر انسان‌ها می‌خواهند به اعماق فضا دست یابند، لازم است درک درستی ازمحیطی که روی سلامت جسمی آن‌ها تاثیرگزار می‌گذارد داشته باشند؛ از جمله باید درباره روند پیری و مقاومت بدن در برابرآنتی بیوتیکی‌ها اطلاعات دقیقی کسب کنند.
ابزارهای قابل‌ چاپ سه‌بُعدی در خدمت مطالعه سلامت فضانوردان

 مریم فخیمی: اگر انسان‌ها می‌خواهند به اعماق فضا دست یابند، لازم است درک درستی ازمحیطی که روی سلامت جسمی آن‌ها تاثیرگزار می‌گذارد داشته باشند؛ از جمله باید درباره روند پیری و مقاومت بدن در برابرآنتی بیوتیکی‌ها اطلاعات دقیقی کسب کنند.
پروژه جدید ناسا می‌تواند به این مطالعات کمک کند. هدف این پروژه توسعه فن‌آوری مورد استفاده در مطالعات "omics" است. زمینه‌هایی از پژوهش‌های میکروبیولوژی که برای سلامت انسان مهم هستند. Omics شامل تحقیقات درباره ژنوم، میکروبیوم و پروتئوم است.
این پروژه در فضا توسط آزمایشگاه پیش‌رانش جت ناسا در پاسادنا کالیفرنیا رهبری می‌شود. سرمایه‌گزاری مطالعات این پروژه اخیراً توسط موسسه تحقیقات فراملی ناسا برای سلامت درفضا به مدت 4 سال تامین شده است. ناسا امیدوار است در این مدت طرح‌های چاپ سه‌بعدی را برای ابزارهای ایستگاه فضایی بین المللی (ISS) توسعه دهد تا بتواند در شرایط بی‌وزنی فضا نمونه‌گیری از مایعات بدن مانند خون را به راحتی انجام دهد. این ابزار می‌تواند به فضانوردان کمک کند تا بدون ارسال نمونه به زمین، آزمایش‌های بیولوژیکی لازم را در فضا انجام دهند.
شناخت نحوه عملکرد باکتری‌ها و تاثیر آن‌ها بر سلامت خدمه، تاثیر ژن‌ها در روند پیر شدن و بیماری، می تواند ایمنی ماموریت‌های طولانی مدت به مریخ و اعماق فضا را تضمین کند.

ابزارهای قابل‌ چاپ سه‌بُعدی در خدمت مطالعه سلامت فضانوردان

در فضا نمی‌توانید شبانه چیزی را پست کنید!

ناسا پیشتر با تلاش‌هایی مانند آزمایش ردیابی میکروبی-1 که به بررسی تنوع میکروبی در ایستگاه فضایی می‌پرداخت، پروژه اومیکس را مطالعه کرده است. اما در حال حاضرهیچ راهی برای پردازش نمونه‌ها در ایستگاه فضایی وجود ندارد، بنابراین آن‌ها باید به زمین فرستاده شوند.
محقق اصلی پروژه اومیکس در فضا، Kasthuri Venkateswaran گفت: در شرایط فعلی بین نمونه‌گیری و تجزیه آن‌ها چندین ماه فاصله وجود دارد. زمانی که به اعماق فضا بروید، امکان اینکه چیزی را شبانه به زمین بفرستید ندارید. شما باید تمام تجزیه و تحلیل نمونه‌ها را خودتان انجام دهید. پروژه اومیکس، یک سامانه خودکار برای مطالعات زیست‌شناسی‌مولکولی با استفاده از حداقل تعداد خدمه ایجاد خواهد کرد."
یکی از  چالش‌های بزرگ در آماده‌سازی نمونه‌ها، جابجایی مایعات در وضعیت میکروگرانش است. فضانوردان نمونه های مختلفی از قبیل بزاق، خون و همچنین میکروب‌ها را از دیواره‌های ISS جمع آوری می‌کنند. این نمونه‌ها باید با آب مخلوط شوند تا بتوان آن‌ها را برای تجزیه و تحلیل مورد استفاده قرار داد. بدون ابزار مناسب، نمونه‌ها می توانند نشت کنند، شناورشده یا حباب ایجاد کنند که می‌تواند باعث بروز اشتباه در نتایج شود.

 

ابزارهای قابل‌ چاپ سه‌بُعدی در خدمت مطالعه سلامت فضانوردان

گامی بزرگ در سال 2016
در سال گذشته میلادی، ناسا برای اولین بار توالی DNA را در فضا به دست آورد. برای این کار فضانوردان از یک ابزار توالی کوچک دستی به نام MinION  که توسط «فن‌آوری‌های آکسفورد نانوپور» ساخته شده است استفاده کردند.
اومیکس در فضا، توسط توسعه دستگاه استخراج کننده DNA / RNA  خودکار که نمونه را برای دستگاه آمینیون، aMinION آماده می‌کند، به موفقیت دست خواهد یافت. بخش مهمی از این استخراج، یک کارتریج پلاستیکی قابل چاپ سه‌بعدی است که برای استخراج اسیدهای نوکلئیک از نمونه‌ها برای توالی‌گیری MinION مورد نیاز بود.
کامیلیا اوربانیاک، Camilla Urbaniak، یکی از محققان آزمایشگاه پیشرانش جت JPL و همکار پژوهشی اومیکس، گفت: تمام این فناوری اینجا روی زمین آزمایش شده است.
تحقیقات پیشین علمی نشان داده است که سیستم ایمنی بدن فضانوردان پس از زندگی درایستگاه فضایی بین‌المللی، ضعیفتر می‌شود. اما دانشمندان درباره علت آن مطمئن نیستند.
رشته فراژنتیک، که درباره چگونگی بیان ژن‌ها مطالعه می‌کند- از جمله درباره چگونگی پیرشدن انسان‌ها – می‌تواند به توضیح اینکه میکروگرانش و اشعه کیهانی چگونه بر DNA ما تاثیر می‌گذارد، کمک کند.
اما مطالعات اومیکس در فضا فقط در مورد مسافران ایستگاه فضایی بین‌المللی نیست. میکروب‌هایی وجود دارد که به میزان یکسان توسط انسان‌ها و محموله‌های باری به فضا منتقل شده و تجمع می‌یابند. 
نیتن سینج، Nitin Singh از جی.پی.ال، یکی دیگر از محققان این پروژه گفت: «ما باید لیست میکروبهایی را که به فضا سفر می کنند، تهیه کنیم. پس از آن، فضانوردان می توانند نشانگرهای ژنتیکی را برای دانستن اینکه آیا این میکروب‌ها مفیدند یا مضر شناسایی کنند».
به گفته گانش موهان، Ganesh Mohan  از جی.پی.ال که در مورد پروژه‌های شناسایی میکروب‌های بیماری‌زا پژوهش می‌کند، توانایی خدمه در واکنش به تغییرات محیط زندگی در طول سفرهای فضایی طولانی، سخت و پراهمیت است.
  موهان گفت: شما می توانید بفهمید که آیا یک میکروب احتمالا مضر بی‌درنگ در حال افزایش است یا نه. در صورت لزوم، ما می توانیم اقداماتی را برای مقابله با این میکروب‌ها انجام دهیم."
پروژه اومیکس در فضا، از سوی موسسه تحقیقات فراملی ناسا برای بهداشت فضایی که با همکاری کالج پزشکی بایلر، Baylor در هوستون تگزاس پشتیبانی می‌شود. این موسسه تحت نظارت برنامه تحقیقات انسانی ناسا است.

ابزارهای قابل‌ چاپ سه‌بُعدی در خدمت مطالعه سلامت فضانوردان

لازم به ذکر است، رشته وراژن‌شناسی یا وراژنتیک (Epigenetics) مطالعهٔ اختلافات سلولی و فیزیولوژیکی است که بوسیلهٔ تغییر در توالی DNA ایجاد نمی‌شود، اپی ژنتیک اصولاً مطالعهٔ عوامل خارجی یا محیطی است که باعث روشن یا خاموش شدن ژن‌ها می‌شود و بر روی چگونگی خوانده‌شدن ژن‌ها اثر می‌گذارد.از این رو، تحقیقات اپی ژنتیک در جستجوی توصیف دگرگونی‌های دینامیک در پتانسیل رونویسی سلول است. 

منبع: nasa.gov

فناوری‌های نوین | فضانوردی و سرنشین‌دار |

نظر شما
اخبار مرتبط

چاپ سه‌بعدی برای کلونی‌سازی در ماه/فیلم

1396/09/22
چاپ سه‌بعدی برای طراحان این امکان را فراهم می‌کند که در هر نقطه از دنیا بتوانند پروسه‌ی ساخت‌وساز را با کمترین هزینه انجام دهند. با استفاده از این فنّاوری حتی می‌توان در کره‌ی ماه نیز به...

ترویج علوم فضایی در کودکان با استفاده از چاپ سه بعدی

1396/11/10
ناسا از برنامه جدید خلاقانه فضایی خود رونمایی کرده است. این برنامه که جدیدترین برنامه از سری برنامه های ناسا برای پرورش مهندسین فضایی آینده است ، چالش ساخت ماهواره مکعبی (کیوب‌ست) در مریخ...

پربازدیدکننده ترین خبر

هند در صدد حمایت از استارت‌آپ‌های فضایی

توجه به استارت‌آپ‌ها، خصوصا آنهایی که در زمینه علوم دفاعی و فضایی به دنبال نوآوری هستند، اخیرا در هند بیشتر شده است. سازمان تحقیقات فضایی هند (ISRO) با هدف بهره‌وری از این نوآوری‌ها، برنامه خود را برای تاسیس مراکز رشد در سرتاسر این کشور و حمایت از استارت‌آپهای فضایی اعلام کرده است. ایسرو توجه خود را معطوف استارت‌آپهایی می‌کند که در زمینه ساخت ماهواره‌بر، ماهواره‌های مخابراتی و خدمات نشأت‌گرفته از سنجش از دور، حرفی نو برای گفتن داشته باشند. در حقیقت ایسرو با این پروژه قصد دارد به استارت‌آپهای فضایی کمک کند که در وهله اول از چالش تاسیس شرکت عبور کرده و در ادامه موفق به بهره‌برداری تجاری از ایده خود شوند تا در نهایت یک بخش خصوصی قدرتمند در عرصه فضایی این کشور به وجود بیاید. اما فعلا این سازمان از طریق بازوی تجاری خود یعنی شرکت آنتریکس (Antrix Corp.) با استارت‌آپ‌ها ارتباط دارد. سازمان تحقیقات فضایی هند برای شکل‌دهی همکاری بیشتر با بخش خصوصی، قصد دارد تا در اواسط سال 2019 آزمایش یک ماهواره‌بر کوچک را آغاز کند. بعد از عملیاتی شدن این ماهواره‌بر ایسرو برای بهره‌برداری از آن به دنبال شرکای صنعتی خواهد گشت. همچنین این سازمان در مراحل نهایی تشکیل یک کنسرسیوم با فعالان سنعت فضایی این کشور برای ساخت ماهواره‌برهای PSLV می‌باشد. نخسین ماهواره‌بر PSLV ساخت این کنسرسیوم تا سال 2020 ساخته خواهد شد. با کمک‌رسانی ایسرو به بخش خصوصی فضای هند، این شرکت‌ها می‌توانند با خیال راحت و بدون نگرانی به نوآوری در زمینه فناوری فضایی بپردازند.