La NASA finanzia materiali di stampa 3D antimicrobici per applicazioni spaziali
La NASA ha assegnato 1,13 milioni di dollari ai ricercatori dell’Università del Nebraska Omaha (uno) e alla società cilena di nanotecnologie Copper3D per sviluppare e testare due nuovi materiali riciclabili e antimicrobici per la produzione nello spazio . Interamente finanziata dal Programma stabilito della NASA per stimolare la ricerca competitiva (EPSCoR), la collaborazione aiuterà a esplorare nuovi modi per proteggere gli astronauti dalla contaminazione microbica e parassitaria durante le missioni spaziali, che tendono ad aumentare notevolmente in condizioni di microgravità e spazi confinati.
Grazie a questa sovvenzione, Copper3D svilupperà due nuovi materiali antimicrobici, quindi prodotti e testati per la sicurezza sulla Terra in una replica dell’Additive Manufacturing Facility (AMF), una piattaforma di produzione commerciale che opera all’interno della Stazione Spaziale Internazionale (ISS) in orbita terrestre bassa (LEO). Una volta che la sicurezza del materiale è stata convalidata, il team preparerà i materiali per le attività di lancio, funzionamento, test e ritorno sulla Terra.
I ricercatori del Dipartimento di Biomeccanica dell’ONU lavoreranno con la NASA e il produttore di stampanti 3D Made in Space (ora sussidiaria della società spaziale Redwire e creatrice della stampante 3D nello spazio AMF ) per creare le rappresentazioni stampate dei dispositivi o dei test finali nello spazio coupon e condurre test post-test dell’efficacia antimicrobica sulla Terra.
Come uno dei ricercatori che collaborano a questo progetto, il professore dell’ONU di dispositivi protesici e ortesi stampati in 3D, Jorge Zuniga, ha descritto l’importanza di avere nuovi strumenti materiali, dispositivi medici e altri oggetti con proprietà antimicrobiche nelle missioni spaziali. Inoltre, il condirettore della Biomechanics Rehabilitation and Manufacturing Initiative (BRMI) presso l’ONU ha affermato che le sfide più impegnative includono la ricerca di soluzioni per aiutare gli equipaggi delle missioni spaziali a lungo termine che soffrono di una “disregolazione del sistema immunitario”, il che significa che un corpo non può controllare le risposte immunitarie.
Soprattutto, Zuniga ha affermato di aver cercato soluzioni per batteri e virus che tendono a diventare più resistenti alla microgravità, il che, sommato al fattore precedente, rende molto rischiose le missioni spaziali di oltre sei mesi in orbita.
Tuttavia, secondo Zuniga, nella ricerca deve essere preso in considerazione un ulteriore fattore logistico. Considerando lo spazio limitato disponibile sulla ISS e su altre future stazioni di esplorazione spaziale, le missioni con equipaggio richiedono sistemi di supporto logistico sempre più autonomi e decentralizzati, quindi non hanno bisogno di utilizzare prezioso spazio di carico per rifornimenti e materiali. Una delle migliori soluzioni emerse negli ultimi anni per questo problema è la tecnologia di stampa 3D. Idealmente, gli astronauti potrebbero fabbricare i propri pezzi di ricambio e dispositivi medici completamente su richiesta durante le lunghe missioni spaziali.
Tuttavia, mentre le agenzie spaziali e le aziende private preparano la tecnologia spaziale che fornirà dispositivi di produzione su richiesta nello spazio che saranno sufficientemente sostenibili per l’esplorazione dello spazio, Copper3D ha già iniziato a incorporare alcuni concetti di circolarità nella loro ricerca. L’idea è di utilizzare lo stesso materiale più volte per applicazioni diverse. Pertanto, il materiale dovrebbe essere sottoposto a diversi processi di riciclaggio e rigenerazione senza perdere le sue proprietà antimicrobiche. A sua volta, ciò farebbe risparmiare peso, tempo, missioni di rifornimento e altre complicazioni logistiche e mediche che renderebbero le future missioni spaziali molto più fattibili e sicure.
La partnership tra UNO e Copper3D ha una storia di collaborazioni con la NASA, iniziata nel 2018 con il finanziamento per testare il filamento di stampa 3D antibatterico di punta di Copper3D in microgravità. Il PLA utilizzato all’epoca si chiama PLACTIVE e integra un additivo brevettato a base di nanoparticelle di rame in grado di rimuovere virus e batteri. Quindi, nel 2019, sono stati assegnati finanziamenti dall’ufficio NASA Nebraska Space Grant per valutare la fattibilità della stampa 3D di una serie di dispositivi medici per astronauti in condizioni di gravità zero.
Pioniere e leader globale nei materiali e nelle applicazioni antimicrobiche per l’industria della stampa 3D, Copper3D cerca di risolvere problemi unici in ambienti estremi, comprese le basi di esplorazione spaziale. Per quanto riguarda le aspettative di questo studio e il futuro della tecnologia, il cofondatore e direttore dell’innovazione di Copper3D Daniel Martínez ha affermato che la tecnologia di stampa 3D antimicrobica della startup ha rapidamente trovato molteplici aree di impatto da quando è stata creata nel 2017. Ha anche suggerito che il la collaborazione con l’ONU e la NASA incoraggia il suo team a continuare a sviluppare nuovi materiali e applicazioni antimicrobiche “per le grandi sfide future che dovremo affrontare nella lotta contro virus e batteri”.
“Crediamo sinceramente che la nostra tecnologia possa prevenire le infezioni e salvare vite su scala globale, e stiamo per dimostrarlo anche su scala interplanetaria”, ha rivelato Martínez.
