Da die Raumfahrt an Traktion gewinnt und Astronauten zunehmend Zeit im Weltraum verbringen, wird die Untersuchung der Auswirkungen auf die Gesundheit immer kritischer.
Ist die Raumfahrt wirklich sicher? Weit davon entfernt – Forschung hat gezeigt, dass die Auswirkungen von Raumstrahlung und Mikrogravitation auf den menschlichen Körper beide sind schädlich und langlebig. Die Schaffung von Raumbedingungen auf der Erde könnte jedoch möglicherweise dazu beitragen, dass Forscher Krebs behandeln.
Wir sind Biomedizinische Ingenieure Studieren, wie der Körper ist Zellen verändern sich unter Mikrogravität. Durch die Nachahmung der Mikrogravitationsbedingungen auf der Erde können Forscher ihre Auswirkungen ohne Raumfahrt untersuchen.
Laborforschung im Weltraum
Mikrogravitation ist eine Erkrankung, bei der die Schwerkraft extrem schwach ist und Objekte fast schwerelos sind. Dies geschieht im Weltraum, wo die Schwerkraft der Erde kaum Astronauten betrifft.
Es kann zu einem längeren Zeitraum eine Mikrogravitationsumgebung sein Mehrere gesundheitliche Problemeeinschließlich Knochenverlust, Muskelschwäche, Gesichtsschwellungen und Herzveränderungen. Auch nachdem Astronauten auf die Erde zurückgekehrt sind, ihre Körper Gehen Sie nicht vollständig wieder normal.
Wenn Sie untersuchen, wie Zellen, Organe und Gewebe auf die Mikrogravitation reagieren, können Wissenschaftlern besser verstehen, wie sie verbundene schädliche Veränderungen am Körper angehen können. Durch die Durchführung von Forschungen zu Laborproben in Raumgesichtern bedeutende Herausforderungen.
Es ist kostspielig, Geräte und Proben zu starten, und Experimente müssen um schwerelose Bedingungen und die Startkraft geplant werden. Strenge Fristen, eingeschränkter Zugang zu Weltraummissionen und Abhängigkeit von Astronauten zur Durchführung von Experimenten erhöhen die Komplexität dieser Studien und machen die Genauigkeit und die Zusammenarbeit für den Erfolg entscheidend.
Der Zugriff auf Proben, nachdem sie in den Weltraum gesendet wurden, kann ebenfalls schwierig sein. Sie riskieren, während der rauen Raumbedingungen und während des Transports zurück zur Erde beschädigt zu werden.
Der Planungsprozess der Planung und Durchführung einer Laborstudie im Weltraum kann zeitaufwändig sein und die Praktikabilität häufiger Experimente einschränken.
Untersuchung der Mikrogravitation auf der Erde
Um diese Probleme anzugehen, haben Wissenschaftler Geräte entwickelt, die die Mikrogravitationsbedingungen auf der Erde simulieren können.
Ein solches Gerät ist das Clinostateine Maschine, die sich kontinuierlich ausdreht, um die Auswirkungen einer niedrigen Schwerkraft nachzuahmen. Durch ständiges Drehen breitet es die Auswirkungen der Schwerkraft gleichmäßig aus, so dass die Probe „schwerelos“ oder in der Nähe ist. Um die Auswirkungen der Mikrogravitation nachzuahmen, muss sich der Clinostat umdrehen Genau die richtige Geschwindigkeit– schnell genug, dass die Probe nicht auf die Schwerkraft reagiert, aber nicht so schnell, dass sie andere starke Kräfte empfindet.
Eine andere Methode, die als Dielektrophorese bezeichnet wird Stellt Partikel wie Zellen in ein ungleichmäßiges elektrisches Feld. Im Gegensatz zu einem gleichmäßigen elektrischen Feld, das überall die gleiche Festigkeit und Richtung ist, ändert sich ein ungleichmäßiges elektrisches Feld an verschiedenen Punkten. Dieses ungleichmäßige Feld bewirkt, dass sich Zellen auf der Grundlage der Unterschiede in ihren elektrischen Eigenschaften im Vergleich zu der Flüssigkeit bewegt, die sie umgibt und es den Forschern ermöglicht, sie zu trennen und zu untersuchen. Während diese Technik auf der Erde weit verbreitet ist, kann es Forschern ermöglichen, ihre Anwendung in Mikrogravitationsumgebungen zu untersuchen, um Partikel genauer zu manipulieren und Forschung zu betreiben, die unter der Schwerkraft der Erde nicht machbar sind.
Werkzeuge wie Clinostats und Dielektrophorese bieten eine einfachere, billigere und schnellere Möglichkeit, die Auswirkungen von Mikrograviten auf Zellen im Vergleich zu Weltraummissionen zu untersuchen. Sie sind kostengünstig und tragbar und erfordern weniger teure Geräte und ein kleineres Probenvolumen, um schnell zuverlässige Daten zu generieren.
Dieses Video zeigt Partikel, die sich über die Dielektrophorese trennen.
Mikrogravitation und Krebs
Während die Mikrogravitation Krebs verursachen kann, kann dies den Forschern möglicherweise auch dazu beitragen, Krebs besser zu verstehen und zu behandeln.
Krebs ist eine der anspruchsvollsten Krankheiten zu behandeln, da er sich schnell entwickelt und häufig gegen verfügbare Behandlungen resistent wird. Durch die Beobachtung von Krebszellen in der Mikrogravitation können Forscher unter verschiedenen Bedingungen untersuchen, wie sie wachsen, sich teilen und auf Arzneimittel reagieren. In einfachen Worten nehmen wir Krebszellen aus ihrer Komfortzone heraus, um zu sehen, wie sie auf eine unbekannte Umgebung reagieren.
Zum Beispiel haben Forscher beobachtet, dass Krebszellen haben Verbessertes Überleben unter Mikrogravitation. Sie sahen auch Änderungen an ihren elektrischen Eigenschaften. Andere Studien haben gezeigt, dass die Mikrogravität kann Immunzellfunktion verändern und wie Zellen miteinander kommunizieren.
Unser Team und andere nehmen an, dass Krebszellen können effektiver reagieren zu bestimmten Medikamenten, wenn sie einer schwerlosen Umgebung ausgesetzt sind. Wir prüfen, ob wir Mikrogravitation verwenden können, um Krebszellen zu manipulieren, um sich weniger aggressiv zu verhalten und anfälliger für die Behandlung zu werden.
Diese Forschung steckt noch in den Kinderschuhen. Wenn diese Erkenntnisse jedoch den Forschern helfen könnten, neue Behandlungen zu entwickeln, die hier auf der Erde wieder effektiver sind.
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