从火焰到回旋镖,太空环境下的医学疫苗将首次

来源:http://www.020tL.com 作者:云顶集团官方网站 人气:107 发布时间:2019-10-17
摘要:太空环境下的医学疫苗将首次应用于人类临床治疗 核心提示:据美国宇航局太空网报道,科学家在2006年9月和2008年3月的两次航天飞机任务中把沙门氏菌送到国际空间站。研究人员发现

太空环境下的医学疫苗将首次应用于人类临床治疗

核心提示:据美国宇航局太空网报道,科学家在2006年9月和2008年3月的两次航天飞机任务中把沙门氏菌送到国际空间站。研究人员发现,在轨道的

失重环境十大炫酷实验:从火焰到回旋镖

图片 1

据美国宇航局太空网报道,科学家在2006年9月和2008年3月的两次航天飞机任务中把沙门氏菌送到国际空间站。研究人员发现,在轨道的失重环境中培养出来的沙门氏菌毒性强于地球上的同类细菌。

据英国《新科学家》杂志报道,国际空间站仍在建造之中,相比之下,有关微重力的研究已经有数十年历史了。下面是微重力研究史上一些最酷最炫的实验。

2009年3月,宇航员约翰-菲利普斯在“发现号”航天飞机上进行沙门氏菌疫苗实验

美国宇航局休斯顿约翰逊航天中心国际空间站科学家朱莉·罗宾逊说:“这项研究为3类研究开启了新领域,它们分别是改善食物疗法、研制治疗地球食物中毒患者的新疗法和疫苗以及保护轨道中宇航员免遭传染病的侵袭。”沙门氏菌是造成食物中毒和相关疾病的主要原因。美国疾病控制和预防中心说,这个国家每年约有4万个沙门氏菌感染病例。

图片 2

图片 3

事实上,太空的零重力环境类似于人体肠内的情形,因为它们有相似水平的流体剪切力,这种机械力和穿越细胞的流体运动有关。由于太空和人类肠道有低于多数地球实验室试验环境的流体剪切力,在国际空间站研究沙门氏菌就能让研究人员更好地了解它在人体内的运动情况。

太空中的火焰和地面上的火焰

沙门氏菌入侵人类细胞培基的色彩增强扫描电子显微图像强

国际空间站实验的主要研究人员、美国亚利桑那州立大学生物设计研究所的谢丽尔·尼克森说:“据我们所知,以前从来没有人研究过流体剪切力一样的机械力和一种造成疾病的维生素间的关系。我们能用国际空间站这个研究平台,为寻找提升全球人类健康的新方法,提供新线索。”尼克森发现,在太空中调整沙门氏菌环境的离子数量能阻止毒性变强。研究人员希望,这项技术有助于发明治疗地球和太空沙门氏菌患者的新方法。

微重力能够产生更圆的温度更低的火焰。在这张对照图中,正常重力条件下产生的火焰和微重力环境下的火焰之间的区别可谓一目了然。与在地球上不同的是,微重力条件下的低密度热气体不会上升。其结果是,粒子从高温区向低温区扩散等其它过程占据了支配地位。在太空研究燃烧进一步揭示了有关这种现象的基本物理学原理,进而帮助研发用于未来太空探索任务的灭火技术。

据美国太空网报道,目前,一种在太空中建立的医学疫苗将不久后首次应用于人类临床治疗中。

在太空中学会如何对抗危险的微生物感染是至关重要的,因为美国宇航局计划用时间更长的飞行任务将人送到月球和火星上去。参加未来太空任务的宇航员必须抵抗不能通过地面医疗进行治疗的各种疾病。多项研究显示,人体免疫系统在失重状态下变得更弱。正因为这样,宇航员进入太空后比在地球上更易生病。

图片 4

美国德克萨斯州奥斯汀市的Astrogenetix公司采用这种太空环境下的沙门氏菌疫苗应用于人类临床治疗,据美国疾病控制和预防中心称,沙门氏菌是一种可导致疾病的细菌,每年造成美国死亡4万人。吃被污染的食物是感染沙门氏菌的主要原因之一。

在没有重力的情况下,表面张力成为流体物理学的统治者。在这张在空间站拍摄的照片中,从金属环内钻出的水好像被一个看不见的勺子搅动。这种搅动效应是用一种光对水进行不均衡加热导致的。温度差异致使表面张力失衡,最终让水发生旋转。类似这样由表面张力触发的移动被称之为“马兰哥尼对流”,在地球上极为不明显,但还是可以在钢水冷却等环境下观察到。

Astrogenetix公司执行总裁约翰-波特(John Porter)说:“我们预计明年进行人类临床实验,这将是医学史上的一个里程碑!”该公司将疫苗研究候选基地建立在美国宇航局的航天飞机上,迄今为止已在航天飞机上进行了23次太空实验,其中多数实验是在9月初“发现号”航天飞机任务中完成的。目前,该公司计划在美国宇航局剩余的6次航天飞机太空飞行中继续此类太空实验。如果这种疫苗能够应用于人类临床实验,这将是首次基于太空研究的医学成果。

图片 5

科学家研究的重点在于沙门氏菌疫苗在地面上和太空环境中生长发育的不同状态,许多细菌和病毒在太空微重力环境下会生长得更快,同时它们更具病毒性和传染性。波特说:“我们仍未完全理解为什么这些细菌会增强病毒性,但是当你看到增强的病毒性,这将帮助你在特定的疾病中提出潜在的治疗候选方案。”细菌在太空环境中发生的变化将加速实验研究的进程,同时将帮助研究人员理解这种细菌在太空和地面环境中形成病毒性的成因。

在微重力环境下,晶体的体积变得更大。这张沸石立方体晶体的对比图就是一个最好证明,右侧体积更大的晶体便是处在微重力环境下。晶体在微重力条件下“长个”的原因在于:在液体中生长的晶体以溶解的物质为食,致使液体密度降低。

Astrogenetix公司科学家使用这项实验试图搜寻在各种疾病中诱导病毒性的基因,一旦他们确定潜在的“基因元凶”,他们将移除这种基因建立一种疫苗。波特说:“疫苗本身也是一种细菌,但某些方面的改变之后,便不具有相同的感染特性,因此在某种条件下人们可以暴露于细菌环境中,却不会导致身体出现疾病。一旦我们确定导致病毒性根源的基因,我们将提取这些基因,进而消除其病毒性。”

在地球上,低密度液体向上移动,在实验器皿内形成对流,对流产生裂缝并限制晶体体积。但在微重力条件下,这种效应并不存在。形成更大更纯净的晶体能够帮助科学家进一步了解晶体基本结构和特性。沸石上面布满微孔,可用于过滤和储存物质,例如用于未来燃料电池的氢。

这就是Astrogenetix公司为什么进行太空沙门氏菌实验的原因,经历了许多实验之后,研究人员现已定位了沙门氏菌产生病毒性的基因类型,并将该基因移除,着手建立一种测试疫苗。在航天飞机飞行任务中的宇航员将帮助完成这项实验研究,一旦进入太空环境,宇航员将激活该实验,使沙门氏菌开始进入生长周期,同时一项控制实验将在地面上进行。一旦航天飞机着陆地球,Astrogenetix公司将收集实验罐,分析沙门氏菌的数据。

图片 6

Astrogenetix公司并未仅停步于太空沙门氏菌实验,同时,该公司的科学家花费大量的精力投身于一种可预防感染抗药性耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的疫苗,这种细菌可导致一种类型的葡萄状球菌感染。这种疾病在医院临床治疗中很普遍,由于葡萄球菌对许多种抗生素都产生抗性,因此该病很难治疗。

图片展示的是日本青鳉胚胎。青鳉是世界上首批被用于研究胚胎在太空环境下发育的鱼类之一。1994年,青鳉搭乘“奋进”号航天飞机进入太空。重力在动物生命周期之初扮演怎样的重要角色仍旧是一个大谜团。在太空出生的青鳉长大后的体形与在地球上出生的同类类似。而对从老鼠到有爪蟾蜍的其它动物进行的实验显示,无重状态对它们的早期发育产生重要影响,很多实验动物出现了畸形。

波特说:“这的确是一种很糟糕的疾病,仅今年美国就死亡1.9万人。”目前,研究人员对于葡萄球菌疫苗仍处于信息搜集阶段,试着寻找到具有传染本性的基因,Astrogenetix公司最近一次的MRSA实验是在“发现号”航天飞机9月11日进行了STS-128任务中进行的。据悉,该公司希望在未来的航天飞机任务中继续此类研究实验,并在国际空间站进行持续性实验。

5.经受太空辐射的“水熊”

波特说:“我们正在着力使用太空微重力环境来实现医学领域的重大突破,相信这些医学研究能够推动医学发展,并且挽救更多患者的生命。”

图片 7

特别声明:本文转载仅仅是出于传播信息的需要,并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性;如其他媒体、网站或个人从本网站转载使用,须保留本网站注明的“来源”,并自负版权等法律责任;作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜,请与我们接洽。

经受太空辐射的“水熊”

在动物上演太空飞行过程中,重力消失并不是唯一一个发生变化的环境因素。身在太空中,它们必须经受更大剂量的太阳和宇宙辐射考验。虽然暴露在真空以及强辐射环境下,但青苔和细菌仍能够继续生存下去。

迄今为止,只有一种动物能够创造这种生命奇迹,它就是在显微镜下才能看到的无脊椎动物“水熊”,也被称之为缓步类动物。在2007年欧洲进行的一次火箭实验中,一些缓步类动物被暴露在太阳强紫外线辐射和太空真空环境下,其它一些成员则免受辐射侵害,只暴露在真空环境下。在辐射环境下,只有少数缓步类动物能够继续生存,而在真空环境下,幸存者的数量却比比皆是。

图片 8

微重力环境下的各种演示让宇航员和地球上的普通大众分享兴奋之情,同时向人们展示物体的特性。2008年,日本宇航员土井隆雄上演了抛回旋镖一幕,验证回旋镖能否飞回自己手中。令人感到惊讶的是,他最终做到了。弯曲的回旋镖之所以能够沿环形线路飞行是由穿过空气时受力不均衡导致,而不是受重力影响。2009年初,另一位日本宇航员若田光一按照公众的建议完成了一系列任务,其中包括驾驶飞毯、叠衣服以及滴眼药水。

7.红色细菌——鼠伤寒沙门氏菌

图片 9

红色细菌——鼠伤寒沙门氏菌

失重状态可能让宇航员抵御感染的能力降低一倍。太空飞行会减弱免疫系统,同时让一系列细菌变得比在地球上更为可怕。2006年“亚特兰蒂斯”号航天飞机进行的一次太空飞行显示,图片中的红色细菌——鼠伤寒沙门氏菌让老鼠的致死率提高了近两倍。

此外,微重力环境同样会提高耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌毒性。金黄色葡萄球菌是一种耐抗生素“超级细菌”,是导致传染病的主要罪魁祸首。目前,一家名为“Astrogenetix”的公司正在研究这种毒性提高,希望能够通过隔绝与之有关的因素方式研发疫苗。

8.国际空间站物质实验箱

图片 10

这个手提箱大小的试验设备看上去好像一个终极化妆箱,用于测试辐射对从陶瓷到孢子等一系列物质的影响。它是第一个国际空间站物质实验箱,于2001年被安装在空间站上。2009年9月1日,“发现”号航天飞机宇航员从空间站上拆除了第6组实验箱。美国宇航局最近一份有关空间站科学研究的报告指出,空间站物质实验箱可能是迄今为止安装在这个轨道前哨上的最为多产的实验设备。

图片 11

国际空间站扮演了一个主人的角色,“招待”众多迷你卫星以及足球大小的设备。所有这些均是同步位置保持、连通与再定向试验卫星的组成部分。这个卫星“三重唱”用于测试允许卫星在最小化人为干涉情况下进行编队飞行的控制程序。卫星之间的这种合作能够成为功率强大的望远镜。更为强大的控制程序能够实现飞船的自动对接,这种能力可以在轨道组装设备过程中发挥重要作用。

10.研究微重力对宇航员的生理影响

图片 12

图为科学家在地面模拟失重环境下的实验

太空研究的一个重要内容便是研究微重力对宇航员的生理影响。研究显示,自由下落能够影响宇航员对体积和距离的判断力,以及红细胞和肌肉质量减少。相比之下,骨骼将遭受最为严重的影响。

即时进行高强度锻炼,在太空飞行过程中,绝大多数人身体一些部位的骨量每月平均也要减少大约1.5%左右,与绝经后女性一年内的流失量大致相等。研究人员正设法降低这种影响,其中一种方式就是利用垂直踏车模拟微重力环境。

英国《新科学家》相关报道

特别声明:本文转载仅仅是出于传播信息的需要,并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性;如其他媒体、网站或个人从本网站转载使用,须保留本网站注明的“来源”,并自负版权等法律责任;作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜,请与我们接洽。

本文由云顶集团网站发布于云顶集团官方网站,转载请注明出处:从火焰到回旋镖,太空环境下的医学疫苗将首次

关键词:

最火资讯