Technik

ZeroG Bio-Extruder: 3D-Biodrucker druckt Organe im Weltraum

von Paul Bandelin

Ein 3D-Biodrucker soll auf künftigen Mars-Missionen Organe im Weltraum produzieren – für erste Tests geht es aber erst einmal zur ISS.

Die Erde aus dem Weltraum.
Ohne die Schwerkraft auf der Erde verhalten sich viele Dinge anders – auch das Drucken mit einem 3D-Drucker. Foto: Unsplash/Nasa

Das erfahren Sie gleich:

  • Wie Biomaterial künftig im 3D-Biodrucker entstehen soll
  • Welche Besonderheiten das Drucken im Weltraum mit sich bringt
  • Warum diese Entwicklung besonders für Mars-Missionen interessant werden könnte

Es scheint nur noch eine Frage der Zeit, bis die erste bemannte Mission in Richtung Mars startet. Auf der langen Reise gibt es viele Unwägbarkeiten: Daher gibt es Überlegungen, die Raumfähren neben anderem medizinischen Equipment mit einem 3D-Biodrucker auszustatten.

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Die Generierung von Gewebe im Weltraum könnte die Sicherheit an Bord und innerhalb einer späteren Kolonie auf dem Mars enorm erhöhen. Nur darf das hochkomplexe Gerät nicht zu groß sein, da es sonst ungeeignet für den Transport wäre.

3D-Biodrucker für die ISS

Das aus Philadelphia stammende Unternehmen Allevi, früher bekannt unter dem Namen BioBots, hat sich auf Bioprinting spezialisiert und ist nun eine Kooperation mit dem Raumfahrttechnologie-Unternehmen Made in Space Inc. eingegangen. Gemeinsam wollen sie einen für das All tauglichen 3D-Biodrucker entwickeln, der in Mikrogravitation drucken kann.

Der Name steht schon fest: ZeroG Bio-Extruder. Bereits 2014 hatte Made in Space einen herkömmlichen 3D-Drucker zur ISS geschickt – mit Erfolg. Genau dorthin soll der ZeroG Bio-Extruder auch in naher Zukunft. Und vielleicht dann in ferner Zukunft auch auf eine Mars-Mission.

Besonderheiten des Druckens im Weltraum

Die Schwierigkeit beim Drucken im Weltall liegt darin, dass sich biologische Substanzen im Weltraum anders verhalten als auf der Erde. Das könnte aber gleichzeitig auch eine Chance sein. Da die Astronauten der Zukunft sehr lange Zeiten im Weltraum verbringen werden, ist das Potenzial des 3D-Drucks im Weltall riesig. Auf den kommenden Missionen ließen sich so medizinisches Material, Werkzeuge oder auch menschliche Organe herstellen.

Bislang kann der 3D-Bioprinter auf der Erde Hydrogel ausdrucken, eine Art biokompatibles Material, das den Zellaufbau unterstützt. Um diese Arbeit aber im Weltraum zu verrichten, sind noch einige Anpassungen erforderlich. Der Schlüssel liegt darin, die Tropfen so herauszudrücken, dass sie unmittelbar aneinander haften bleiben – und nicht in der Schwerelosigkeit wegtreiben. Jede neue Schicht muss sich sofort mit der vorhergehenden verbinden.

Die 3D-Bioprinting-Plattform von Allevi soll es schon sehr bald möglich machen, erste Experimente im Weltraum und auf der Erde durchzuführen. Anhand dieser wollen die Forscher anschließend die Unterschiede beim 3D-Druck mit geringer beziehungsweise normaler Schwerkraft testen.

Wir haben viel Erfahrung mit Biomaterialien. Made in Space weiß, wie man Dinge in den Weltraum bekommt.

Ricky Solozano, Geschäftsführer von Allevi

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Mars-Kolonien brauchen funktionierenden 3D-Biodrucker

Die zukünftigen Mars-Bewohner werden aber wohl ein ausgefeilteres System benötigen, schließlich werden sie dann eine lange Zeit auf dessen Oberfläche verbringen. Mittlerweile ist es Forschern unterschiedlicher Institute zwar gelungen, kleine Fetzen menschlicher Haut zu erzeugen. Der Druck ganzer Organe ist hingegen noch niemandem geglückt.

Kunstorgane stellen eine größere Herausforderung dar, da sie komplexe Nervenbahnen und Blutgefäße enthalten. Unternehmen wie Allevi und Made in Space arbeiten aber bereits daran, diese vielleicht schon für die erste Mars-Kolonie bereitzustellen.

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