自古以來,人類就希望自己能健康長壽,如能長生不老,當然就更好了。尤其得了不治之症的時候,都希望能找到靈丹妙藥,以戰勝死神的威脅。
在我國民間曾流傳著這樣一個神話,說的是一個皇帝隻身一人躲在黟山煉丹,果然成了神仙,得以升天。黟山就是現今安徽省的黃山。後來,根據這個神話,唐玄宗才下令把黟山改為黃山的。李白的著名詩句“仙人煉玉處,羽化留餘蹤”,也說黃山是仙人煉丹的地方。諸如煉丹升天的神話固然不可信,但在今天,隨著生物學、醫藥學的迅速發展,人類不僅可以升天,而且還能夠在太空製藥廠裏煉製真正的靈“丹”妙“藥”。把許多患了不治之症的地球人從死神手裏奪回來。
這不是信口開河,也不是無稽之談。我們知道,當今世界上,許多激素、酶、抗體或其他特效的醫藥製劑,都是通過培養細胞這一途徑製取出來的。可是,要想在體外大規模地培養出活細胞,卻麵臨著許多難以克服的困難。
通常,製藥學家們都是選用哺乳動物的細胞進行培養的。欲使這些細胞在脫離原體後仍能繼續執行某種功能或進行正常的新陳代謝,必須使它們依附在某些物體上。要是沒有一種可以依附的表麵,這些細胞就會失去生存能力,也就無法生產出有價值的生物製劑來。進行細胞培養,需要專門設計一種適合於它們“居住”的多層膜培養罐,並為它們提供必要的“營養”,但由於細胞的互相堆疊,會使下麵的細胞被上麵的細胞“悶”死。
為了解決這個問題,近年來國外又改用一種塑料製成的小球,它的直徑小於百萬分之一英寸,讓每個細胞“居住”在這種小球上,這樣,細胞之間互不幹擾,能夠很好地生存下來。但在地麵上由於重力的作用,依附在小球上的細胞容易沉降到培養罐的底部去,從而形成比細胞厚幾倍的堆積層。其結果是上層細胞“豐衣足食”,而下層細胞卻在“忍饑挨餓”。特別是由於在罐底堆積了許多代謝廢物,還可能使上層營養豐富的細胞葬身於下層幹癟細胞所產生的毒素之中。要使它們能夠存活,需要不斷地攪拌營養液。可是,旋轉攪拌又會加速本來就很虛弱的那些細胞的死亡。
如果在太空城的製藥廠裏,就些棘手的生物工藝難題,就能得到迎刃而解。因為在失重的空間環境中,細胞和小球都不會沉降到容器的底部,因此細胞可以安然地懸浮在培養介質中,永遠保持旺盛的活力。將來利用這種方法就可以在太空城的製藥廠裏生產出大量的各種生物製劑,然後向地球出口,以治療地球人的一些頑症。
失重環境的另一項重要應用就是生物物質的分離和提純。例如生物學家和醫藥學家們最感興趣的電泳技術將在未來太空城的製藥廠裏發揮出舉足輕重的作用。所謂電泳技術就是將質量和電荷的比值不同的粒子在電場中分離的一種方法。利用這種方法既可能分離不同組分的混合物,又可以分離細胞和蛋白質,甚至可望從“衰老”的細胞中分離出“年青”的細胞,或者從含有癌細胞的細胞中分離出“健康”的細胞。在地麵上,電泳技術無用武之地,很難發揮出有效的作用。這是因為在地麵上的電泳分離過程中,不論多麼小的粒子都同時受到電場力和重力的沉澱作用。在電力使細胞或它們的培養介質受熱時,將同時發生對流和作沉澱用。如果重力大於電場力,沉澱就起主要作用,反之,對流將起主要作用。但無論沉澱還是對流都會使本來已經分離的組分重新混合,從而大大降低了電泳分離的效率。然而,在失重的環境下,上述弊病卻不複存在了。“阿波羅-聯盟”號飛船在進行聯合飛行時曾進行過電泳分離試驗,試驗結果表明,在失重環境下可以從大約5%的腎細胞中分離出尿激素。據計算,其分離效率要比地球上的高6~10倍,而且質量極好。這種尿激素是溶解血檢或凝血的一種特效藥。在地麵上,要製造出這種尿激素那是很難很難的,即使製造出來了,成本也高得驚人。將來,如果能在太空城中投入批量生產,僅美國一個國家,每年至少可以使5萬人免死於凝血症。