Космонавтика

Микрогравитация в пространстве может вызвать рак, но имитация невесомости может помочь исследователям разрабатывать методы лечения

Космическое путешествие

Кредит: Pixabay от Pexels

Поскольку космические поездки набирают обороты, а астронавты все чаще тратят время в космосе, исследование воздействия на здоровье становится все более критическим.

Действительно ли космические путешествия в безопасности? Далеко не тот факт, что исследования показали, что влияние космического излучения и микрогравитации на организм человека является как вредным, так и долговечным. Однако создание пространственных состояний на Земле может помочь исследователям лечить рак.

Мы являемся биомедицинскими инженерами, которые изучают, как клетки тела меняются при микрогравитации. Подражая условиям микрогравитации на Земле, исследователи могут изучить свои последствия без космического путешествия.

Лабораторные исследования в космосе

Микрогравитация — это заболевание, при котором гравитация чрезвычайно слаба, а объекты практически невеса. Это делается в космосе, где гравитация Земли почти не влияет на астронавтов.

Если вы находитесь в среде микрогравитации в течение более длительного периода времени, это может привести к нескольким проблемам со здоровьем, включая потерю костной массы, мышечную слабость, отеки лица и изменения сердца. Даже после того, как астронавты вернулись на Землю, их тела снова не станут совершенно нормальными.

Если вы изучите, как клетки, органы и ткани реагируют на микрогравитацию, ученые могут лучше понять, как они могут бороться с связанными вредными изменениями в организме. Тем не менее, реализация исследований лабораторных образцов в космосе является значительными проблемами.

Запускать устройства и репетиции дорого, и эксперименты должны быть запланированы для невесомых условий и стартовой силы. Строгие сроки, ограниченный доступ к космическим миссиям и зависимость от астронавтов для проведения экспериментов, увеличивают сложность этих исследований и делают точность и сотрудничество, имеющие решающее значение для успеха.

Доступ к репетициям после отправки в космос также может быть трудным. Вы рискуете быть поврежденным обратно на землю во время грубых мест в помещении и во время транспорта.

Процесс планирования планирования и внедрения лабораторного исследования в области космоса может быть потребованием времени и практичностью более частых экспериментов.

Исследование микрогравитации на Земле

Чтобы решить эти проблемы, ученые разработали устройства, которые могут имитировать условия микрогравитации на Земле.

Таким устройством является клиностат, машина, которая непрерывно обращается к образцам, чтобы имитировать влияние низкой гравитации. Постоянно поворачивая его равномерно, чтобы он распространял эффекты гравитации, так что образец был «невесовым» или поблизости. Чтобы подражать эффектам микрогравитации, клиностат должен повернуть точно на правильной скорости — достаточно быстро, чтобы образец не реагировал на гравитацию, но не так быстро, чтобы ощущаться другим сильным сил.

Другой метод, называемый диэлектрофорез, помещает частицы, такие как ячейки в неровном электрическом поле. В отличие от ровного электрического поля, которое является одинаковой прочностью и направлением повсюду, неровное электрическое поле изменяется в разных точках. Это неровное поле вызывает клетки на основе различий в их электрических свойствах по сравнению с жидкостью, которая его окружает, и позволяет исследователям отделять и исследовать их. Несмотря на то, что этот метод широко распространен на Земле, исследователи могут позволить своему применению изучить их использование в средах микрогравитации, чтобы более точно манипулировать частицами и провести исследование, которые не могут быть выполнены под тяжкой земли.

Такие инструменты, как Clicostats и диэлектрофорез, предлагают более простой, дешевый и более быстрый способ изучения влияния микрогравитов на клетки по сравнению с комнатными миссиями. Они являются недорогими и портативными и требуют менее дорогих устройств и меньшего объема выборки, чтобы быстро генерировать надежные данные.

https://www.youtube.com/watch?v=wbj3sbhumgw

Это видео показывает частицы, которые отделяются через диэлектрофорез.

Откройте для себя более 100 000 подписчиков, которые полагаются на Phys.org, чтобы поддерживать ежедневные знания на Phys.org. Зарегистрируйтесь на нашу бесплатную рассылку и получите обновления, чтобы прорываться, инновации и исследования, которые являются важными или еженедельными.

Микрогравитация и рак

Хотя микрогравитация может вызвать рак, это также может помочь исследователям лучше понять и лечить рак.

Рак является одним из наиболее требовательных заболеваний для лечения, потому что он развивается быстро и часто устойчив к доступным методам лечения. Наблюдая за раковыми клетками в микрогравитации, исследователи могут исследовать в различных условиях, как они выращивают, делятся и реагируют на лекарственные продукты. Проще говоря, мы выводим раковые клетки из их зоны комфорта, чтобы увидеть, как они реагируют на неизвестную среду.

Например, исследователи наблюдали, что раковые клетки имеют улучшение выживаемости при микрогравитации. Они также видели изменения в своих электрических свойствах. Другие исследования показали, что микрогравитация может изменить функцию иммунных клеток и как клетки общаются друг с другом.

Наша команда и другие предполагают, что раковые клетки могут более эффективно реагировать на определенные лекарства, если они подвергаются воздействию тяжелой среды. Мы проверяем, можем ли мы использовать микрогравитацию для манипулирования раковыми клетками, чтобы вести себя менее агрессивно и стать более восприимчивыми к лечению.

Это исследование все еще находится в зачаточном состоянии. Однако, если эти выводы могут помочь исследователям разработать новые методы лечения, которые более эффективны здесь, на Земле.

Обеспечивается разговором

Кнопка «Наверх»