NASAとネブラスカ州が宇宙で印刷された医療機器の設計のためのオープンイノベーションコンペを開始

NASAとネブラスカ州が宇宙で印刷された医療機器の設計のためのオープンイノベーションコンペを開始
出典: 3Dプリント

人類は宇宙の探査をますます急速に進めており、国際宇宙ステーション(ISS)などの有人居住施設は20年以上前から存在しています。私たちは深宇宙探査ミッションの開始を目前にしていますが、宇宙ステーションや輸送車両での長期滞在には、先駆者たちが清潔で安全な環境で生活し活動できるようにするために取り組むべき課題が数多くあります。国際宇宙ステーションのような施設では、人間にとって有害な危険な細菌を保有し、培養しており、宇宙飛行士が免疫系の低下に関連する問題、いわゆる免疫調節異常症候群を経験することを示す研究が始まっている。


最近の研究では、黄色ブドウ球菌などの一般的な細菌は、微小重力条件下では抗生物質耐性が高くなることが示されています。ちょっとした切り傷が致命的となる可能性があるため、宇宙ミッション中の微生物リスクを軽減するための予防措置が緊急に必要です。

抗菌性の 3D プリント材料を使用して医療機器やツールを作成すると、これらのリスクを軽減できます。材料は Copper3D によって提供され、同社は現在 NASA のネブラスカ宇宙財団と協力して、宇宙環境での材料の特性をテストしています。


ネブラスカ宇宙財団、Copper3D、ネブラスカ大学医療センター、ネブラスカ大学バイオメカニクスセンター、3D LifePrints などの組織が協力して、今年 10 月にオープン イノベーション コンテストを開催し、参加者に宇宙で使用する医療機器やツールの設計を競わせます。


英国を代表する医療用 3D プリント企業である 3D LifePrints は、英国の NHS 医療システムのパイロット スタディの一環として、抗菌医療機器の設計と製造を行っています。

深宇宙で冬眠中の宇宙飛行士が、Copper 3D の抗菌 3D プリント バイオセンシング デバイスを使用して健康状態を監視している様子。抗菌 3D プリント技術を使用した材料の潜在的な用途には、深宇宙の宇宙飛行士の睡眠冬眠室での医療機器、骨折時の一時的な添え木、パーソナライズされた衛生システム、バイオセンサーを備えたパーソナライズされたウェアラブルなどがあります。

コンテストの審査員団は、宇宙、バイオエンジニアリング、材料科学、医療機器の分野で幅広い専門知識を有しており、スコット・タリー博士(NASAネブラスカ宇宙フェローシップディレクター)、ホルヘ・ズニガ博士(ネブラスカ大学オマハ校バイオメカニクス教授)、ラケシュ・スリヴァスタヴァ(SHABRI LLC CEO)、ダニエル・マルティネス(Copper3D共同創設者兼イノベーションディレクター)、ポール・フォザリンガム(3D LifePrints創設者兼CTO)などで構成されています。審査員はイベントへの期待について次のようにコメントしました。

「このイベントには、NASAが長期宇宙ミッションで直面する大きな課題に対するアイデア、コンセプト、ソリューションを提供してくれる世界中の学生チームの才能が集まるので、私たちはとても興奮しています」とダニエル・マルティネス氏は語った。 Tiamet3D と共同で開発された新しいナノ複合材料は、抗菌性の高いナノ銅ベースの添加剤とナノダイヤモンド添加剤による高い強度と剛性を備えており、NASA のニーズを満たすのに最適です。私たちは、抗菌 3D プリントが、将来の宇宙ミッションをより安全かつ成功させるための基礎となると信じています。

ポール・フォザリンガム氏は次のように語っています。「3D LifePrints は過去 5 年間、患者の転帰を改善するために 3D テクノロジーを使用して患者固有の医療機器を作成してきましたが、医療用 3D プリントに使用できる材料によって制限されていました。」 Copper3D の抗菌フィラメントの導入は、多くの点で画期的な出来事です。人類が惑星間を旅する種族になるためには、このような技術の進歩を活用して、宇宙探査の厳しさに耐えられるほど健康でいられるよう努めなければならないと私は心から信じています。このコンテストは、これらの課題を克服するのに役立つ革新的なデバイスを設計する人々を刺激するでしょう。

「このイベントがユニークなのは、世界中の学者や業界の協力者が、宇宙での抗菌ソリューションの実装に学生を貢献し、サポートしている点です」とホルヘ・ズニガ氏は語った。


月面で3Dプリントロボットが月の土を採取して基地を建設 NASAチャレンジ優勝者のマーサが火星の居住地を3Dプリント
3D プリント技術の活用は、私たちが宇宙探査を成功させ、安全に生活する上でますます重要になっています。 Made In Space の 3D プリンターのような宇宙での 3D 製造機能を提供することで、コストと時間の削減など、多くの追加の利点が得られます。現在、宇宙にアイテムを送るのにかかる 1 キログラムあたりのコストは 5 万ドルからで、アイテムが壊れた場合、スペアパーツがなければ交換品を入手するのに数か月かかることがあります。

欧州宇宙機関は、3Dプリントロボットを使用して月面基地を建設する可能性を調査しており、NASAは最近、3Dプリントを使用して火星の居住地を建設するという課題を発表しました。


SpaceXの3Dプリント宇宙ヘルメット イーロン・マスク氏が率いる民間商業組織SpaceXは、短期間で宇宙産業を新たな競争の時代へと変革しました。彼らは、ドラゴン カプセルに動力を供給するスーパードラコ スラスタ エンジンの製造に 3D プリント技術を使用しました。このカプセルはまもなくNASAの宇宙飛行士を国際宇宙ステーションまで運び始める予定だ。


3D プリントにより、SpaceX は非常に複雑なロケット エンジンの設計を 1 回のプリントで作成および製造できるようになり、コストと組み立て時間を大幅に削減できます。彼らはまた、3Dプリンターを使って未来的な宇宙ヘルメットも作りました。

SpaceXの金属3Dプリントスーパードラコエンジン
アメリカ、NASA、アメリカ航空宇宙局

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