太空天药走进人间_航天技术
《西游记》中，孙悟空大闹天宫，偷吃了无数个仙桃，又把太上老君炼好的金丹吞了个精光。其结果，造就了孙悟空的金刚之躯，刀砍斧劈、火烧雷击都损伤不了他的一根毫毛。使人长生不老的仙桃、仙丹，只不过是一种神话。它反映了古人祛病消灾、延年益寿的美好愿望。在科学技术还不发达的年代，人们只能把希望寄托在虚无缥缈的仙丹神药上。
空间微重力资源的开发利用尤以微重力生物学的成就最引人注目。这不仅因为微重力环境为人类认识生命起源、生物进化和生物遗传等重要的生物学问题开辟了一条新途径，更为重要的是空间制药对人类更有现实意义。在空间站上，航天员绝不是象太上老君那样去炼制金丹，而是利用太空失重这一有利条件，以科学方法制取药物。这种药不是什么仙药，不过也不妨将它叫做“天药”。
空间制药是空间材料加工最容易获得经济效益的产业之一。在地球上生产药物，难免不受微生物、有害气体及尘埃的污染，同时由于受到地心引力，也难以生产和提炼高纯度的药物。虽然有时可利用超高真空来制取少量的高纯度药物，但产量很低，价格十分昂贵，质量也不稳定。因此，这样的药物对于一般患者来说是可望而不可即的。而太空却是一个无菌、高真空、高净洁、微重力的世界，在这个得天独厚的环境里，可利用电泳法进行一些特效药物的提纯。所谓电泳法，其原理是让含有生物物质的溶液，在两片带电的极板之间的槽中流过，由于不同的生物物质在溶液中所带的电荷不同，分子量不同，受到电场的作用力亦不同，因此，它们沿着不同的路线流动。这样，就把细胞、血球、酶或干扰素等不同的生物物质分离开来。当然，在地面上也可使用电泳法提纯生物物质，但由于重力的作用，液体内各部分的温度是不均匀的，一部分较热，热的液体上浮，冷的液体下沉，形成了对流。对流是破坏电泳法高效提纯药物的大敌，因此，地面总也制不出高纯度的药物来，产量也提不高，为了取得 1 克的生物物质，往往需要用几十千克的原始材料。可是，在空间站失重的情况下，与地面相比，制造同一种药物的纯度高 5 倍，提纯速度可提高 400～800 倍。由此看来，空间制药可大大提高药物的纯度与产量，这就意味着空间站里 1 个月的产量相当于地球上 30～60年的产量。在空间制药不仅可使制出的药物的质量有显著的提高，而且也大幅度地降低了特种贵重药物的成本。
空间制药已成为一种商业活动，经济效益和市场前景是发展空间制药成败的关键。现已能生产多种有实用价值的特效药，提纯蛋白质、酶和多肽。例如，有溶解血栓的尿激酶，治疗贫血的红血球生长素，治疗海绵状病毒性脑炎的激素，治疗肺气肿的胰岛蛋白酶抑制素，治疗糖尿病的β细胞，防治病毒传染的免疫血清以及征服癌症的抗体、干扰素及各种激素，抗血友病因子，α? 1 抗胰蛋白酶，表皮生长因子，转移因子等。无疑，空间制药业将对人类战胜疾病、提高健康水平和生活质量作 出贡献。
激素是人体协调各个器官组织功能的信息分子，通常对于缺乏激素的疾病，是利用人和动物腺体的提取物加以治疗。由于多肽激素只能通过注射的方法进入人体，因此，纯度要求极高。依靠地面上的药厂加工是无能为力的，很多激素难以获得足够的数量以满足临床试验和治疗实践。虽然一些简单的多肽激素可以用化学方法合成，但对于多肽分子内氨基酸超过 55 的激素和糖肽激素，化学家依靠地面生产也是会落空的。基因工程是开发这类激素的一条途径，但远不如空间细胞生物合成更加接近实际。据报导，目前世界上有 6000 多万糖尿病患者，许多病人每天需要依赖注射胰岛素来降低血糖。按平均用量计算，若每人每天需要 2 毫克动物胰岛素，这样胰岛素的来源成了很大的问题。在空间利用连续电泳法，能很有效地将胰β细胞与其它细胞分离开来。临床试验充分表明，如果将这些细胞移植到人体内，就能持续地产生胰岛素，使糖尿病患者从根本上得到治疗。另一种生长激素是脑下垂体分泌的多肽激素之一，用来治疗垂体机能衰退的儿童或侏儒症患者，亦可用它治疗老年骨质疏松症、出血性溃疡、烧伤、创伤以及骨折等疾病。此外，用于治疗骨质功能紊乱的甲状旁腺激素，影响神经细胞发育的神经生长因子和治疗贫血症的促红血球生长素等，深感药源不足。值得庆幸的是，一旦空间站建成，空间制药厂就可将地面奇缺和难以生产的 48 种激素移到空间进行批量生产，以解燃眉之急。这些高质量的药品源源不断地运回大地送到医生手里，不仅为千千万万的患者解除了病痛，而且医生通过临床治疗与实践，将信息反馈给空间制药厂的有效载荷专家，以便于不断调整产品结构，使空间制药业更具有生命力。
空间生产蛋白质晶体，已在地面实际应用中显示广阔的前景。众所周知，如果根据人的意志来改造蛋白质，必然会要求测定和研究被改造对象的空间结构，以便进一步提出修正改造方案。许多药物是通过与特定蛋白质的相互作用来发挥药效的。蛋白质空间结构的关键在于蛋白质的晶体培养，而在空间这一特定环境下，对晶体的生长极为有利，其晶体的体积可长大 27 倍，这就使测定蛋白质晶体结构成为可能。干扰素是一种糖蛋白，可引起感受细胞的抗病毒性能。在空间生产的干扰素、淋巴细胞活素和细胞分裂素，已成为最有发展前途的一类药物，对治疗癌症有很大的潜力。
人体内每一生物学过程都离不开酶，这点早已被人们熟知。酶不能由化学合成，用基因工程生产人体酶也相当困难。目前医学上用的酶都是从人的血液、尿或器官中提取的，然而因人体酶的来源非常之少，分离又很困难，所以价格十分昂贵，这就影响了它的发展与应用。空间制药厂不仅为开拓临床研究用酶提供手段，而且可批量生产，大幅度降低成本。如尿激酶，是治疗中风和瘫痪及心肌梗塞一类血栓病的特效药，一般通过尿分离或肾细胞培养产生，在地面分离提纯或组织培养而得，价格昂贵。空间工厂的建立，批量生产价廉质高的尿激酶已指日可待了，在空间用电泳法很方便地将人尿中的尿激酶与其它成分有效地分离，使无数的病人获得新生。 空间制药厂，实际上是一个智能化的空间药物加工系统，主要由细 胞培养和产物分离两大系统组成。产品经分离、提纯、浓缩、干燥、冷藏后包装。这些新型特效药由航天飞机源源不断地运回地面，使人类更加健康。