微生物培養是製藥的起步環節。在地面環境製藥業已有了成熟的設備,但顯然只適合於地面的重力環境。科學家現在開始設計適合在太空微重力環境中培養微菌的新設備。
微菌的生長需要充足的氧氣。在地面環境,常用的辦法是使用軌道震盪器,通過不斷水平晃動容器,加上重力的作用,使裡面的真菌與空氣充分混合,促進真菌生長。
美國宇航局(NASA)和倫斯勒理工學院(Rensselaer Polytechnic Institute)合作設計的新設備,利用剪力,即像剪刀一樣向不同方向錯開的作用力,代替重力在太空環境下促進液體內的空氣流動。
這種儀器先用注射器產生一顆內含空氣的液滴,液滴的一端附著在一個固定環上,另一端附著在一個旋轉環上。旋轉環轉動的過程,在液滴的表面形成剪力,促進液滴晃動。
目前,這種新儀器已經在國際空間站(ISS)上進行對澱粉樣原纖維的研究。澱粉樣原纖維是與阿茲海默症、帕金森氏症、糖尿病等疾病相關的蛋白質。
在地面上,科學家也設計了一種旋轉剪力裝置,與傳統的軌道震盪器對比它們促進細菌生長的效果。這種儀器金屬管的一端具有旋轉機制,類似太空剪力儀的旋轉環,為金屬管內的液體施加剪力促進其混合。
結果顯示,在高轉速下,旋轉剪力儀內微菌生長的速度接近傳統的軌道震盪器。在低轉速下,微菌的生長速度也明顯高於沒有施加這種機制的情況。
主要設計師美國倫斯勒理工學院(Rensselaer Polytechnic Institute)的波諾科拉(Richard Bonocora)說:「這是一個促進微生物生長可行的途徑。我們開闢了一條新路,接下來將在實地環境中改進,比如太空站。」
人類要想進行長途太空旅行,將無法依賴地面藥物的補給,因此必須有在太空製藥的能力。
倫斯勒理工學院科學院院長布雷尼曼(Curt Breneman)說:「太空製藥業是人們向深空安全拓展的關鍵環節,這項研究是邁向這個目標的一塊重要的奠基石。」