¿Cómo será la futura fábrica farmacéutica espacial?
Existe un mito que circula entre la gente de nuestro país. Un emperador se escondió solo en Yishan para refinar elixires, y realmente se convirtió en inmortal y ascendió al cielo. Zhishan es la montaña Huangshan en la provincia de Anhui. Más tarde, el emperador Xuanzong de la dinastía Tang ordenó que Zhishan fuera cambiado a Huangshan basándose en este mito. El famoso dicho de Li Bai "Donde los inmortales refinan el jade, hay marcas de plumas" también dice que Huangshan es el lugar donde los inmortales refinan los elixires. El mito de refinar elixires y ascender al cielo no es creíble, pero hoy en día, con el rápido desarrollo de la biología y la medicina, los humanos no sólo pueden ascender al cielo, sino también refinar verdaderas "alquimias" espirituales y maravillosas "medicinas" en fábricas farmacéuticas espaciales. Él resucitó de las manos de la muerte a muchas personas que padecían enfermedades incurables.
Esto no es una tontería, ni una tontería. Sabemos que en el mundo actual muchas hormonas, enzimas, anticuerpos u otros preparados farmacéuticos especializados se elaboran a partir de células cultivadas. Sin embargo, todavía existen muchas dificultades insuperables a la hora de cultivar células vivas a gran escala in vitro.
Normalmente, los científicos farmacéuticos eligen células de mamíferos para su cultivo. Para que estas células continúen realizando ciertas funciones o lleven a cabo un metabolismo normal después de abandonar el cuerpo original, deben estar adheridas a algo. Sin una superficie a la que adherirse, estas células pierden su capacidad de sobrevivir y no pueden producir productos biológicos valiosos. En el cultivo celular, es necesario diseñar especialmente tanques de cultivo de membranas multicapa adecuados para su "vida" para proporcionarles los "nutrientes" necesarios. Sin embargo, debido a la acumulación de células unas sobre otras, las células de la capa inferior se deteriorarán. ser asfixiado por las células de la capa superior.
Para solucionar este problema, en los últimos años, los países extranjeros han optado por utilizar una pequeña bola de plástico con un diámetro de menos de una millonésima de pulgada, para que cada célula pueda "vivir". en esta pequeña bola, para que las células puedan sobrevivir bien sin interferir entre sí. Pero en el suelo, debido al efecto de la gravedad, las células adheridas a las partículas se depositan fácilmente en el fondo del tanque de cultivo, formando una capa apilada varias veces más gruesa que las células. Como resultado, las células superiores están "llenas" y las inferiores "muertas". Especialmente porque en el fondo del tanque se acumula una gran cantidad de desechos metabólicos, las células ricas en nutrientes de la capa superior pueden quedar enterradas por las toxinas producidas por las células marchitas de la capa inferior. Para mantenerlos vivos, sigue revolviendo la solución nutritiva. Sin embargo, girar y revolver puede acelerar la muerte de esas células ya debilitadas.
Si estás en la fábrica farmacéutica de Space City, podrás resolver fácilmente algunos problemas de biotecnología. Porque en el entorno espacial ingrávido, las células y partículas no se depositan en el fondo del recipiente, por lo que las células pueden suspenderse de forma segura en el medio de cultivo y mantener una fuerte vitalidad para siempre. En el futuro, este método se podrá utilizar para producir una gran cantidad de agentes biológicos en la fábrica farmacéutica de la ciudad espacial y luego exportarlos a la Tierra para tratar algunas de las enfermedades persistentes de la Tierra.
Otra aplicación importante de los entornos ingrávidos es la separación y purificación de materiales biológicos. Por ejemplo, la tecnología de electroforesis que más interesa a biólogos y científicos médicos desempeñará un papel decisivo en la futura fábrica farmacéutica de la ciudad espacial. La llamada tecnología de electroforesis es un método para separar partículas con diferentes relaciones masa-carga en un campo eléctrico. Con este método es posible separar mezclas de diferentes componentes, células y proteínas, e incluso separar células "jóvenes" de células "senescentes", o células "sanas" de células que contienen células cancerosas. En tierra, la tecnología de electroforesis es inútil y tiene dificultades para funcionar eficazmente. Esto se debe a que durante el proceso de separación electroforética del suelo, no importa cuán pequeñas sean las partículas, precipitan bajo la acción combinada de la fuerza del campo eléctrico y la gravedad. Cuando una corriente eléctrica calienta las células o su medio de cultivo, la convección y la sedimentación ocurren simultáneamente. Si la gravedad es mayor que la fuerza del campo eléctrico, la precipitación juega un papel importante; por el contrario, la convección juega un papel importante. Sin embargo, ya sea por precipitación o convección, los componentes separados se volverán a mezclar, lo que reducirá en gran medida la eficiencia de la separación electroforética. Sin embargo, en un entorno de ingravidez, las desventajas mencionadas ya no existen. Durante el vuelo conjunto de las naves espaciales Apolo y Soyuz se llevaron a cabo experimentos de separación electroforética. Los resultados mostraron que las hormonas urinarias podían aislarse de aproximadamente el 5% de las células renales en estado de ingravidez. Se calcula que su eficiencia de separación es de 6 a 10 veces mayor que en la tierra y su calidad es excelente. Esta hormona urinaria es un fármaco potente que disuelve los análisis de sangre o los coágulos. En el terreno, producir esta hormona urinaria es muy difícil. Incluso si se fabrica, el costo es asombroso. Si en el futuro se puede implementar la producción en masa en la ciudad espacial, solo Estados Unidos puede salvar al menos a 50.000 personas de morir de coagulopatía cada año.
Después de que el transbordador espacial entre en funcionamiento, algunas empresas industriales de Estados Unidos y Europa occidental planean realizar más experimentos de electroforesis en los laboratorios espaciales que lleva el transbordador espacial.
El primer objetivo del experimento era aislar hormonas, enzimas y proteínas del plasma. Weiss, un experto estadounidense que investiga productos biológicos espaciales, señaló que la eficiencia de la producción de proteínas plasmáticas mediante electroforesis en el espacio es 700 veces mayor que en la Tierra.
También existe un gran potencial para producir colágeno en una fábrica farmacéutica espacial. Este colágeno es la base de los tendones, nervios, piel, huesos y vasos sanguíneos. El colágeno extraído o replicado del tejido humano podría usarse como piel y córneas artificiales para tratar heridas o quemaduras u otras películas que podrían ayudar en la cirugía plástica y cardiovascular. Actualmente, el Laboratorio Battier de Estados Unidos está investigando la tecnología de fabricación de colágeno. Pero en la Tierra, este tipo de colágeno es difícil de producir, especialmente durante el proceso de replicación. Las fibras proteicas se fijan fácilmente debido a la gravedad, lo que hace que el gel de colágeno se convierta en una estructura de calidad desigual. Pero en las condiciones de ingravidez del espacio, es fácil producir colágeno de excelente calidad. K. Hughes, experto del Laboratorio Battier, cree que el colágeno de alta calidad producido en el espacio puede valer entre 6,5438 y 654,38 millones de dólares por libra, ¡varias veces más caro que el oro!
Todo esto puede al menos demostrar que la perspectiva de desarrollar la industria farmacéutica o biológica en el espacio es apasionante y fascinante. Producción de productos vacunales, purificación y fabricación de células humanas y albúmina, preparación de eritropoyetina, producción de diversas hormonas o enzimas, aislamiento y cultivo de glóbulos blancos o rojos, etc. , todos pueden convertirse en una industria rentable. Se estima que los beneficios económicos anuales de la vacuna por sí sola superarán los 6.543,8 + 500 millones de dólares. Por tanto, la industria farmacéutica aeroespacial y la industria de productos biológicos ocuparán una posición muy importante en la futura industrialización aeroespacial, y también será uno de los proyectos de desarrollo prioritarios de la futura ciudad aeroespacial. Una vez que las fábricas farmacéuticas o productos biológicos operados por la ciudad espacial entren en producción formal, una gran cantidad de medicamentos especiales o productos biológicos valiosos se exportarán a la Tierra y se venderán en todo el mundo cada año. Es concebible que cuando algunas personas en la tierra sufran enfermedades incurables y sean devueltas a la vida tomando medicinas milagrosas enviadas del cielo, ciertamente no olvidarán que el "salvador" que los salvó resultó ser terrícolas que se mudaron al ciudad espacial.