太空中也能“望聞問切”！中國(guó)空間站收獲多項(xiàng)航天醫(yī)學(xué)階段性應(yīng)用成果
2023-08-19 23:01:50??????點(diǎn)擊：
在8月18日下午舉行的載人航天工程空間應(yīng)用與發(fā)展情況介紹會(huì)上，中國(guó)載人航天工程新聞發(fā)言人林西強(qiáng)介紹，目前，國(guó)家太空實(shí)驗(yàn)室已正式運(yùn)行，空間應(yīng)用有序展開、成果頻現(xiàn)。
太空醫(yī)學(xué)診療設(shè)備 為航天員健康保駕護(hù)航
空間站進(jìn)入應(yīng)用發(fā)展階段，航天員的“太空出差”一般要持續(xù)半年左右，在軌期間，他們非常重要的一項(xiàng)工作就是時(shí)常關(guān)注自己的身體狀況，空間站太空醫(yī)學(xué)診療設(shè)備就是為此研制的。
從進(jìn)入載人飛船起，航天員中心醫(yī)監(jiān)醫(yī)保團(tuán)隊(duì)就開始關(guān)注航天員的身體狀況。通過與飛船連接的穿戴式監(jiān)測(cè)裝備，地面科技人員可以及時(shí)掌握航天員任務(wù)期間的心率、體溫、血壓、呼吸等重要身體指標(biāo)。
進(jìn)駐空間站后，需要掌握的航天員身體數(shù)據(jù)從4項(xiàng)增加到了17項(xiàng)之多，如果按照地面標(biāo)準(zhǔn)，這些設(shè)備會(huì)占用大量空間。因此，在空間站使用的醫(yī)學(xué)診療設(shè)備必須能夠滿足小型化、集成化的要求，才能節(jié)省寶貴的在軌空間，并有效為航天員提供服務(wù)。
中國(guó)航天員科研訓(xùn)練中心助理研究員 軒永：我們做了一個(gè)高度集成化的設(shè)計(jì)，12導(dǎo)心電儀集成了常規(guī)的12導(dǎo)心電、運(yùn)動(dòng)心電、心電holter（動(dòng)態(tài)心電圖）、急救心電4種設(shè)備，通過集成化設(shè)計(jì)之后，集成到一個(gè)小型化的設(shè)備上來。
中國(guó)傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)的在軌應(yīng)用是航天醫(yī)學(xué)科學(xué)體系的重要組成部分，通過太空中醫(yī)診療設(shè)備終端，中醫(yī)經(jīng)典的“望、聞、問、切”診療手段，在中國(guó)人的“太空家園”得到實(shí)現(xiàn)。
中國(guó)航天員科研訓(xùn)練中心助理研究員 軒永：通過面窗，可以采集到他的面相、舌相，通過脈象采集單元，可以采集到脈搏，另外通過軟件設(shè)置了一個(gè)問診量表，就可以實(shí)現(xiàn)我們的“問”。
目前空間站上使用的太空醫(yī)學(xué)診療設(shè)備，都是依照空間站運(yùn)行壽命來設(shè)計(jì)的，隨著空間站應(yīng)用發(fā)展不斷推進(jìn)，技術(shù)團(tuán)隊(duì)也將不斷對(duì)在軌太空醫(yī)學(xué)診療設(shè)備進(jìn)行升級(jí)和迭代。
中國(guó)航天員科研訓(xùn)練中心航天員健康保障室主任 張炎：隨著技術(shù)的發(fā)展，有些設(shè)備的相關(guān)指標(biāo)，包括測(cè)量精度會(huì)大大提升。在這種情況下，我們也適時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行技術(shù)狀態(tài)的升級(jí)換代，確保不僅要有，而且還要好用，航天員愛用。
探索生命奧秘 助力人類探索更遠(yuǎn)星空
在探索太空的過程中，人類更加需要了解自己，中國(guó)空間站從建造階段開始，就有序開展空間生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究，為人類掌握生命奧秘作出貢獻(xiàn)。
人系統(tǒng)研究機(jī)柜，是空間站“出鏡率”最高的一臺(tái)實(shí)驗(yàn)機(jī)柜，神舟十三號(hào)航天員乘組曾在“天宮課堂”上，利用該機(jī)柜展示了心肌細(xì)胞在太空中發(fā)出鈣閃爍的瑰麗影像，這是人類首次在太空當(dāng)中觀測(cè)這一現(xiàn)象，為人類探索細(xì)胞生物學(xué)提供了重要數(shù)據(jù)。
中國(guó)航天員科研訓(xùn)練中心副研究員 姚宇華：航天員進(jìn)入空間站之后，做的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)就是細(xì)胞研究實(shí)驗(yàn)。因?yàn)榧?xì)胞是有時(shí)效性的，在地面準(zhǔn)備好細(xì)胞樣本之后，航天員首先就會(huì)把細(xì)胞裝進(jìn)醫(yī)學(xué)樣本制備裝置中進(jìn)行培養(yǎng)操作。
人系統(tǒng)研究以人本身作為研究對(duì)象，航天員在軌期間也會(huì)依托自身來進(jìn)行一系列實(shí)驗(yàn)和試驗(yàn)，這些實(shí)驗(yàn)和試驗(yàn)細(xì)化到航天員太空生活的方方面面。
中國(guó)航天員科研訓(xùn)練中心副研究員 姚宇華：空間生命科學(xué)需要的很多的平臺(tái)設(shè)備，現(xiàn)在都集中在人系統(tǒng)研究機(jī)柜里面，平時(shí)就儲(chǔ)存收納在這，用完后就把采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)下傳傳至地面，然后科學(xué)家根據(jù)在軌航天員采集到的這些數(shù)據(jù)，進(jìn)行一個(gè)數(shù)據(jù)分析。
空間站航天醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)還集合了腦電采集設(shè)備、視功能監(jiān)測(cè)設(shè)備、運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)備等等，對(duì)人類的太空生活進(jìn)行全方位的數(shù)據(jù)采集和分析。
中國(guó)航天員科研訓(xùn)練中心副研究員 姚宇華：航天員既是空間科學(xué)的重要的參與者，他們也是一個(gè)重要的受益者。未來航天員還會(huì)進(jìn)行探月，甚至進(jìn)行更遠(yuǎn)的深空探測(cè)。將來還會(huì)開展更多的實(shí)驗(yàn)，獲得的成果也希望為航天員甚至全人類作出貢獻(xiàn)。
多項(xiàng)航天醫(yī)學(xué)細(xì)胞學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目在軌實(shí)施
目前，我國(guó)已在軌實(shí)施了多個(gè)航天醫(yī)學(xué)細(xì)胞學(xué)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，不僅為航天員的身體健康防護(hù)提供了重要的研究平臺(tái)，也可為大眾健康作出貢獻(xiàn)。
在軌細(xì)胞學(xué)實(shí)驗(yàn)為從器官、組織、細(xì)胞和分子水平研究空間失重等因素對(duì)機(jī)體的影響機(jī)制、開展針對(duì)性的防護(hù)等提供了理論和實(shí)驗(yàn)依據(jù)。在神舟十三號(hào)、十四號(hào)、十五號(hào)、十六號(hào)和天舟五號(hào)5次飛行任務(wù)中，將8種細(xì)胞和人工血管芯片送上太空，在軌共開展了10項(xiàng)細(xì)胞學(xué)實(shí)驗(yàn)研究，從在軌實(shí)驗(yàn)技術(shù)、實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ秃涂茖W(xué)研究等多方面取得了系列創(chuàng)新性成果。
中國(guó)航天員中心研究員 航天員系統(tǒng)副總設(shè)計(jì)師 李瑩輝：經(jīng)過建設(shè)期這幾次飛行任務(wù)的考驗(yàn)，建成了一個(gè)具備多功能長(zhǎng)時(shí)程開展各類細(xì)胞研究的能力。最長(zhǎng)的現(xiàn)在可以養(yǎng)到40天，這對(duì)細(xì)胞來說也是一個(gè)比較長(zhǎng)的突破。我們建立一套非常適用空間條件下開展研究的實(shí)驗(yàn)體系，具備了在軌開展多種細(xì)胞培養(yǎng)、多種器官模型的實(shí)驗(yàn)和多種微環(huán)境體系下實(shí)驗(yàn)的能力。從建設(shè)期來說，具備了在軌開展細(xì)胞生理學(xué)研究的基本能力，骨骼、肌肉、心血管都有相應(yīng)的系統(tǒng)和設(shè)備來開展研究，這對(duì)于更好認(rèn)識(shí)在軌細(xì)胞發(fā)生的變化，提供了一個(gè)特別好的平臺(tái)。
那么航天員是如何在空間站里進(jìn)行細(xì)胞實(shí)驗(yàn)的呢？
中國(guó)航天員科研訓(xùn)練中心研究員 譚映軍：細(xì)胞培養(yǎng)單元，它包括我們細(xì)胞培養(yǎng)樣本，能夠自動(dòng)取樣、固定這一套完整的試劑，都在集成在一個(gè)小小的方盒里面。細(xì)胞培養(yǎng)單元，所以航天員上天以后需要安裝在核心艙的培養(yǎng)裝置里開展實(shí)驗(yàn)，一次能夠安裝13個(gè)這樣的實(shí)驗(yàn)單元。培養(yǎng)裝置是一個(gè)自動(dòng)化的培養(yǎng)裝置，能夠自主建立滿足航天一些實(shí)驗(yàn)需求的培養(yǎng)環(huán)境，包括溫度和二氧化碳的濃度，設(shè)備中集成了一個(gè)重力對(duì)照的系統(tǒng)，能夠在天上的實(shí)驗(yàn)期間形成建立一個(gè)0到2G的人工重力環(huán)境，滿足空間重力對(duì)照的實(shí)驗(yàn)需求，同時(shí)還集成了一套在線的樣本，顯微觀察記錄裝置，能夠在實(shí)驗(yàn)期間記錄自動(dòng)記錄樣本的實(shí)驗(yàn)情況。
目前我國(guó)將人多能干細(xì)胞來源心肌細(xì)胞、皮膚干細(xì)胞、成骨細(xì)胞、人骨骼肌衛(wèi)星細(xì)胞等細(xì)胞和人工血管芯片送上太空，在軌開展了微重力誘導(dǎo)心血管紊亂的細(xì)胞學(xué)機(jī)制及其防護(hù)藥物篩選、空間微重力環(huán)境下皮膚干細(xì)胞的生物學(xué)效應(yīng)與分子機(jī)制等細(xì)胞學(xué)實(shí)驗(yàn)研究。
中國(guó)航天員科研訓(xùn)練中心副研究員 王春艷：航天員張陸，在神舟十五號(hào)任務(wù)中在軌進(jìn)行血管器官芯片的操作，這個(gè)芯片是咱們國(guó)家獨(dú)立自主研制的，神舟十五號(hào)任務(wù)中是國(guó)家第一次在軌實(shí)施了器官芯片項(xiàng)目，也是國(guó)際首次在軌開展的人工血管芯片的研究。它也標(biāo)志著咱們國(guó)家成為世界上第2個(gè)具備在軌開展器官芯片研究能力的國(guó)家。
人工血管芯片研究主要針對(duì)航天員長(zhǎng)期空間飛行后導(dǎo)致的身體反應(yīng)，對(duì)通過藥物防護(hù)等方法幫助航天員保持身體機(jī)能，重新適應(yīng)地球重力環(huán)境具有重要意義。同時(shí)器官芯片在地面也可以應(yīng)用于建立疾病模型，進(jìn)行藥物的篩選，評(píng)估藥物效果等研究，服務(wù)于大眾健康。
中國(guó)航天員科研訓(xùn)練中心航天醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)與應(yīng)用室主任 曲麗娜：空間的細(xì)胞實(shí)驗(yàn)，這個(gè)平臺(tái)不僅為我們揭示航天醫(yī)學(xué)問題的發(fā)生機(jī)制，提供一個(gè)很好的平臺(tái)，同時(shí)也為揭示大眾健康，也就是說包括一些慢病、退行性疾病的發(fā)生發(fā)展，來提供一個(gè)很好的平臺(tái)。比方說大眾健康中的骨質(zhì)疏松的問題、肌萎縮的問題、心血管功能下降的問題包括神經(jīng)退行性疾病認(rèn)知改善認(rèn)知的變化，認(rèn)知功能下降等等背后的機(jī)制，這些問題都能提供一個(gè)很好的平臺(tái)。
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