在今天下午舉行的載人航天工程空間應用與發(fā)展情況介紹會上,中國載人航天工程新聞發(fā)言人林西強介紹,目前,國家太空實驗室已正式運行,空間應用有序展開、成果頻現(xiàn)。

(資料圖片)

太空醫(yī)學診療設備 為航天員健康保駕護航

空間站進入應用發(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工作就是時常關注自己的身體狀況,空間站太空醫(yī)學診療設備就是為此研制的。

從進入載人飛船起,航天員中心醫(yī)監(jiān)醫(yī)保團隊就開始關注航天員的身體狀況。通過與飛船連接的穿戴式監(jiān)測裝備,地面科技人員可以及時掌握航天員任務期間的心率、體溫、血壓、呼吸等重要身體指標。

進駐空間站后,需要掌握的航天員身體數(shù)據(jù)從4項增加到了17項之多,如果按照地面標準,這些設備會占用大量空間。因此,在空間站使用的醫(yī)學診療設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。

中國航天員科研訓練中心助理研究員 軒永:我們做了一個高度集成化的設計,12導心電儀集成了常規(guī)的12導心電、運動心電、心電holter(動態(tài)心電圖)、急救心電4種設備,通過集成化設計之后,集成到一個小型化的設備上來。

中國傳統(tǒng)醫(yī)學的在軌應用是航天醫(yī)學科學體系的重要組成部分,通過太空中醫(yī)診療設備終端,中醫(yī)經(jīng)典的“望、聞、問、切”診療手段,在中國人的“太空家園”得到實現(xiàn)。

中國航天員科研訓練中心助理研究員 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,另外通過軟件設置了一個問診量表,就可以實現(xiàn)我們的“問”。

目前空間站上使用的太空醫(yī)學診療設備,都是依照空間站運行壽命來設計的,隨著空間站應用發(fā)展不斷推進,技術團隊也將不斷對在軌太空醫(yī)學診療設備進行升級和迭代。

中國航天員科研訓練中心航天員健康保障室主任 張炎:隨著技術的發(fā)展,有些設備的相關指標,包括測量精度會大大提升。在這種情況下,我們也適時對設備進行技術狀態(tài)的升級換代,確保不僅要有,而且還要好用,航天員愛用。

探索生命奧秘 助力人類探索更遠星空

在探索太空的過程中,人類更加需要了解自己,中國空間站從建造階段開始,就有序開展空間生命科學實驗研究,為人類掌握生命奧秘作出貢獻。

人系統(tǒng)研究機柜,是空間站“出鏡率”最高的一臺實驗機柜,神舟十三號航天員乘組曾在“天宮課堂”上,利用該機柜展示了心肌細胞在太空中發(fā)出鈣閃爍的瑰麗影像,這是人類首次在太空當中觀測這一現(xiàn)象,為人類探索細胞生物學提供了重要數(shù)據(jù)。

中國航天員科研訓練中心副研究員 姚宇華:航天員進入空間站之后,做的第一個實驗就是細胞研究實驗。因為細胞是有時效性的,在地面準備好細胞樣本之后,航天員首先就會把細胞裝進醫(yī)學樣本制備裝置中進行培養(yǎng)操作。

人系統(tǒng)研究以人本身作為研究對象,航天員在軌期間也會依托自身來進行一系列實驗和試驗,這些實驗和試驗細化到航天員太空生活的方方面面。

中國航天員科研訓練中心副研究員 姚宇華:空間生命科學需要的很多的平臺設備,現(xiàn)在都集中在人系統(tǒng)研究機柜里面,平時就儲存收納在這,用完后就把采集到的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)下傳傳至地面,然后科學家根據(jù)在軌航天員采集到的這些數(shù)據(jù),進行一個數(shù)據(jù)分析。

空間站航天醫(yī)學實驗平臺還集合了腦電采集設備、視功能監(jiān)測設備、運動生物力學實驗設備等等,對人類的太空生活進行全方位的數(shù)據(jù)采集和分析。

中國航天員科研訓練中心副研究員 姚宇華:航天員既是空間科學的重要的參與者,他們也是一個重要的受益者。未來航天員還會進行探月,甚至進行更遠的深空探測。將來還會開展更多的實驗,獲得的成果也希望為航天員甚至全人類作出貢獻。

多項航天醫(yī)學細胞學實驗項目在軌實施

目前,我國已在軌實施了多個航天醫(yī)學細胞學實驗項目,不僅為航天員的身體健康防護提供了重要的研究平臺,也可為大眾健康作出貢獻。

在軌細胞學實驗為從器官、組織、細胞和分子水平研究空間失重等因素對機體的影響機制、開展針對性的防護等提供了理論和實驗依據(jù)。在神舟十三號、十四號、十五號、十六號和天舟五號5次飛行任務中,將8種細胞和人工血管芯片送上太空,在軌共開展了10項細胞學實驗研究,從在軌實驗技術、實驗模型和科學研究等多方面取得了系列創(chuàng)新性成果。

中國航天員中心研究員 航天員系統(tǒng)副總設計師 李瑩輝:經(jīng)過建設期這幾次飛行任務的考驗,建成了一個具備多功能長時程開展各類細胞研究的能力。最長的現(xiàn)在可以養(yǎng)到40天,這對細胞來說也是一個比較長的突破。我們建立一套非常適用空間條件下開展研究的實驗體系,具備了在軌開展多種細胞培養(yǎng)、多種器官模型的實驗和多種微環(huán)境體系下實驗的能力。從建設期來說,具備了在軌開展細胞生理學研究的基本能力,骨骼、肌肉、心血管都有相應的系統(tǒng)和設備來開展研究,這對于更好認識在軌細胞發(fā)生的變化,提供了一個特別好的平臺。

那么航天員是如何在空間站里進行細胞實驗的呢?

中國航天員科研訓練中心研究員 譚映軍:細胞培養(yǎng)單元,它包括我們細胞培養(yǎng)樣本,能夠自動取樣、固定這一套完整的試劑,都在集成在一個小小的方盒里面。細胞培養(yǎng)單元,所以航天員上天以后需要安裝在核心艙的培養(yǎng)裝置里開展實驗,一次能夠安裝13個這樣的實驗單元。培養(yǎng)裝置是一個自動化的培養(yǎng)裝置,能夠自主建立滿足航天一些實驗需求的培養(yǎng)環(huán)境,包括溫度和二氧化碳的濃度,設備中集成了一個重力對照的系統(tǒng),能夠在天上的實驗期間形成建立一個0到2G的人工重力環(huán)境,滿足空間重力對照的實驗需求,同時還集成了一套在線的樣本,顯微觀察記錄裝置,能夠在實驗期間記錄自動記錄樣本的實驗情況。

目前我國將人多能干細胞來源心肌細胞、皮膚干細胞、成骨細胞、人骨骼肌衛(wèi)星細胞等細胞和人工血管芯片送上太空,在軌開展了微重力誘導心血管紊亂的細胞學機制及其防護藥物篩選、空間微重力環(huán)境下皮膚干細胞的生物學效應與分子機制等細胞學實驗研究。

中國航天員科研訓練中心副研究員 王春艷:航天員張陸,在神舟十五號任務中在軌進行血管器官芯片的操作,這個芯片是咱們國家獨立自主研制的,神舟十五號任務中是國家第一次在軌實施了器官芯片項目,也是國際首次在軌開展的人工血管芯片的研究。它也標志著咱們國家成為世界上第2個具備在軌開展器官芯片研究能力的國家。

人工血管芯片研究主要針對航天員長期空間飛行后導致的身體反應,對通過藥物防護等方法幫助航天員保持身體機能,重新適應地球重力環(huán)境具有重要意義。同時器官芯片在地面也可以應用于建立疾病模型,進行藥物的篩選,評估藥物效果等研究,服務于大眾健康。

中國航天員科研訓練中心航天醫(yī)學基礎與應用室主任 曲麗娜:空間的細胞實驗,這個平臺不僅為我們揭示航天醫(yī)學問題的發(fā)生機制,提供一個很好的平臺,同時也為揭示大眾健康,也就是說包括一些慢病、退行性疾病的發(fā)生發(fā)展,來提供一個很好的平臺。比方說大眾健康中的骨質疏松的問題、肌萎縮的問題、心血管功能下降的問題包括神經(jīng)退行性疾病認知改善認知的變化,認知功能下降等等背后的機制,這些問題都能提供一個很好的平臺。

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