□ 王巖松

國(guó)際空間站作為獨(dú)一無二的空間科學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，致力于增加關(guān)鍵技術(shù)的演示驗(yàn)證和減輕人類空間探索面臨的健康風(fēng)險(xiǎn)?？臻g站的研究成果已經(jīng)或?qū)⒁旄Ｈ祟?，并將進(jìn)一步擴(kuò)大人類的生存空間、改善地球上生命質(zhì)量。

對(duì)抗骨質(zhì)流失的醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)

骨骼在人體起著支撐身體和儲(chǔ)存鈣的重要作用。在微重力環(huán)境下，由于降低了體重負(fù)荷的刺激，成骨細(xì)胞的活性和骨質(zhì)量降低，航天員患骨質(zhì)疏松癥的機(jī)率增加10倍，同時(shí)，罹患腎結(jié)石的風(fēng)險(xiǎn)大大增加。在長(zhǎng)期空間飛行過程中，即使航天員保持每周6天、每天2個(gè)半小時(shí)的體育鍛煉，也不能避免骨質(zhì)流失和腎結(jié)石的發(fā)生。航天員在空間站駐留6個(gè)月骨質(zhì)將流失10%，返回地球后服藥3年～4年方可恢復(fù)。

日本航天員在空間站每周服用藥物對(duì)抗骨質(zhì)流失

航天員在實(shí)驗(yàn)中要吃不同配方的營(yíng)養(yǎng)餐

骨質(zhì)疏松癥是一種危害公眾健康，尤其是中老年人的一種常見病，嚴(yán)重影響生活質(zhì)量。伴隨人口壽命的提高和社會(huì)老齡化的進(jìn)程，骨質(zhì)疏松癥的防治已經(jīng)引起醫(yī)務(wù)人員的極大重視。日本有1100萬人患骨質(zhì)疏松，每年有16萬患者接受股骨頭骨折手術(shù)，全國(guó)用于此類骨折的醫(yī)療和護(hù)理費(fèi)用達(dá)到665.7億日元。日本宇宙探索局的太空生物醫(yī)學(xué)研究辦公室和美國(guó)航宇局合作進(jìn)行了生物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)，對(duì)駐站7名航天員每周服用70毫克阿侖膦酸鈉，并服用維他命D以及保持鍛煉。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，服用藥物可以降低航天員骨質(zhì)流失速度，把更多精力投入工作中。

歐洲空間局研究人員一直在著力研究微重力環(huán)境下“鹽負(fù)荷”（SOLO）實(shí)驗(yàn)對(duì)航天員身體的影響問題。研究人員對(duì)航天員鹽的攝入量進(jìn)行了調(diào)查。結(jié)果表明高鹽的攝入量會(huì)增加身體的酸度，

SOLO實(shí)驗(yàn)將指出骨代謝過程中鹽的影響并影響身體和骨質(zhì)代謝的酸堿平衡，從而加速骨質(zhì)流失。2010年～2011年期間，共有9名航天員接受了低鹽飲食法的測(cè)試，并與高鹽飲食的身體狀況進(jìn)行比對(duì)，結(jié)果顯示該方法能夠有效防治骨質(zhì)疏松。

這些空間醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)將有望對(duì)抗骨質(zhì)疏松癥，讓全世界老年人從中受益。

歐洲航天員在空間站從事SOLO實(shí)驗(yàn)的核心——骨質(zhì)流失測(cè)量

國(guó)際空間站上的水循環(huán)設(shè)備

典型被帶狀皰疹感染的多核巨細(xì)胞

加拿大制造的“加拿大機(jī)械臂”2

防治哮喘的技術(shù)

一氧化氮或氮氧化物，在我們身邊無處不在。作為空氣污染物，主要由汽車尾氣和工業(yè)生產(chǎn)過程中的燃燒產(chǎn)生，它是破壞臭氧層的主要元兇，并容易形成酸雨。有趣的是，人體或哺乳動(dòng)物發(fā)炎的組織也會(huì)釋放少量的氮化物，追蹤其源頭可發(fā)現(xiàn)病兆。哮喘患者的肺部發(fā)生炎癥，呼出的氣體中含有氮氧化物，檢測(cè)氣體可有效幫助診斷病情，調(diào)整用藥，防止炎癥進(jìn)一步加劇。

國(guó)際空間站上，灰塵和漂浮顆粒易被航天員吸入，從而引發(fā)呼吸系統(tǒng)炎癥。歐洲空間局研制了輕型、便攜式、測(cè)量氮氧化物的精確裝置，使航天員可以在軌自行檢查身體狀況，以預(yù)防呼吸系統(tǒng)炎癥的產(chǎn)生。

卡勒，一個(gè)10歲的哮喘患者，已經(jīng)獲益于這項(xiàng)空間技術(shù)。未來，他可以用類似國(guó)際空間站上的這種小裝置控制他的病情。

志愿者在伊拉克安裝和試驗(yàn)水凈化系統(tǒng)

免疫系統(tǒng)早期檢測(cè)中的應(yīng)用

航天飛行所帶來的生理、情緒和心理壓力可導(dǎo)致航天員免疫力下降，從而引發(fā)帶狀皰疹，這是一種非常痛苦的皮膚疾病。美國(guó)航宇局開發(fā)出一種新技術(shù)，針對(duì)困擾航天員的皮膚疾病——帶狀皰疹，能夠在早期病變開始前檢測(cè)出免疫系統(tǒng)的變化，使得航天員在病痛出現(xiàn)之前即可接受治療。這種病毒的早期檢測(cè)和治療將減少疾病持續(xù)的時(shí)間及影響。

引起免疫力降低最常見的原因是年齡增長(zhǎng)，但長(zhǎng)期壓力、化療、器官移植和傳染性疾病等也能引起免疫力降低。美國(guó)疾病預(yù)防控制中心稱，美國(guó)每年約有100萬人患帶狀皰疹，其中10萬～20萬人發(fā)展為帶狀皰疹后神經(jīng)痛，這種疼痛可以持續(xù)數(shù)月甚至更長(zhǎng)時(shí)間。

美國(guó)航宇局約翰遜航天中心的研究人員發(fā)現(xiàn)，航天飛行過程中，航天員的體液中有四種人類皰疹病毒活性較強(qiáng)。由于細(xì)胞免疫功能降低，皰疹病毒易從潛伏期進(jìn)入活躍傳染期。當(dāng)繁殖的病毒釋放到唾液、尿液和血液中時(shí)，一種定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（PCR）方法可以檢測(cè)出這種病毒。PCR技術(shù)實(shí)現(xiàn)了病毒的早期檢測(cè)，從而防止了皰疹對(duì)皮膚造成的損害。早發(fā)現(xiàn)早治療的方式，有效限制了神經(jīng)損傷和疾病惡化。

該技術(shù)不僅有益于航天員的身體健康，而且也使廣大民眾受益匪淺，僅在美國(guó)，每年就有百萬人可以運(yùn)用這種方法預(yù)防疾病、減輕痛苦。

在癌癥治療方面的應(yīng)用

人類一直在不斷尋求改善癌癥治療的新方法，美國(guó)國(guó)家癌癥研究所與NASA聯(lián)手在國(guó)際空間站這個(gè)微重力平臺(tái)，研發(fā)了一種“微膠囊”技術(shù)，在癌癥治療方面取得了重大的進(jìn)展。研究人員發(fā)明的“微膠囊”內(nèi)充滿治療藥物，可被直接注射到血液中，進(jìn)入血液后藥物可直指腫瘤病兆。這種治療放射性傷害和癌癥等多種疾病的“微膠囊”技術(shù)較傳統(tǒng)的冷凍和化學(xué)療法在抑止癌細(xì)胞生長(zhǎng)方面有著明顯優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，“微膠囊”含有造影劑，利用CT、X射線或超聲波成像可監(jiān)測(cè)藥物在人體組織間的分布，確保腫瘤的整體治療。

機(jī)械臂技術(shù)在外科手術(shù)中的應(yīng)用

“加拿大機(jī)械臂”2和“的克斯特”機(jī)械臂研制者——加拿大MDA公司與薩瑟蘭德博士帶領(lǐng)的研究小組研制出名為“神經(jīng)臂”的外科手術(shù)機(jī)器人系統(tǒng)。該系統(tǒng)將為外科手術(shù)帶來變革，從而使顯微手術(shù)產(chǎn)生革命性的突破。利用該系統(tǒng)，外科醫(yī)生可通過操縱計(jì)算機(jī)工作站，使“神經(jīng)臂”與核磁共振圖像儀協(xié)同作戰(zhàn)，從而在顯微尺度下使用器械從事微細(xì)手術(shù)。

水處理技術(shù)在水資源凈化中的應(yīng)用

國(guó)際空間站上的水處理系統(tǒng)，通過回收國(guó)際空間站上的廢水，經(jīng)過凈化處理成為可飲用水，這不僅降低了航天發(fā)射的載荷和成本，更為空間站保持6人常駐提供了重要保障。

無論是空間站還是撒哈拉沙漠，水都是人類生存的關(guān)鍵。在伊拉克庫(kù)爾德人的小村莊，由于飲用水困難，人口數(shù)量由原來的1000人迅速減少至150人，被迫留下的人長(zhǎng)期飲用已遭污染的河水。世界上有許多地方如伊拉克、馬來西亞、印度尼西亞等國(guó)正在遭受水危機(jī)，國(guó)際人道主義救援組織希望利用國(guó)際空間站上的水凈化處理技術(shù)，有效幫助這里的人民解決水危機(jī)。

國(guó)際空間站上研制抗癌藥的設(shè)備

高品質(zhì)蛋白質(zhì)晶體的培育

日本自2003年在“星辰”號(hào)服務(wù)艙完成9項(xiàng)蛋白質(zhì)結(jié)晶實(shí)驗(yàn)，已經(jīng)掌握了培育高品質(zhì)蛋白質(zhì)晶體的技術(shù)，2009年7月在“希望”號(hào)實(shí)驗(yàn)艙進(jìn)行的系列實(shí)驗(yàn)，預(yù)計(jì)于2013年完成。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)旨在發(fā)展生物大分子晶體的反擴(kuò)散技術(shù)，在空間生長(zhǎng)的晶體將應(yīng)用于結(jié)構(gòu)生物學(xué)和藥物活性?？臻g站能長(zhǎng)久地提供晶體培育所需環(huán)境，并實(shí)時(shí)進(jìn)行X射線衍射測(cè)定，將搜集到的信息傳回地球，并最終在藥品設(shè)計(jì)階段中使用。