综述：3D打印应对太空飞行中的眼部风险：保护宇航员视力的技术策略

这篇综述探讨了3D打印技术在解决太空飞行中眼部健康挑战的创新应用。文章系统分析了微重力导致的太空飞行相关神经眼综合征（SANS）、干眼综合征（SADES）及辐射损伤等风险，提出通过3D打印定制护目镜、角膜透镜、生物相容性组织等方案，为深空任务中的预防性和治疗性眼健康管理提供技术路径。

　　

太空环境下的眼部健康挑战

长期太空飞行暴露于微重力、辐射和密闭环境，导致独特的眼部病理变化。太空飞行相关神经眼综合征（SANS）表现为视盘水肿、脉络膜视网膜皱褶和远视偏移，与颅内压升高和脑脊液重新分布密切相关。而太空飞行相关干眼综合征（SADES）发生率高达30%，源于舱内低湿度、高CO₂
浓度对角膜上皮细胞的持续刺激。

辐射暴露则通过氧化应激机制损伤视网膜内皮细胞，动物实验显示<1 Gy剂量即可诱导视网膜细胞凋亡。尽管宇航员报告的"光幻视"现象证实了高能粒子对视网膜的直接作用，但人类临床数据仍待完善。

3D打印技术解决方案

定制化视力矫正设备
3D打印可快速制造个性化矫正镜片，抵消SANS引起的远视偏移。采用含硼氮纳米管（BNNTs）的复合材料能增强镜片对宇宙射线的屏蔽效能，实验显示其对中子辐射的吸收率提升40%。

生物打印修复组织
国际空间站生物制造设施（BFF）已成功打印出具有解剖学意义的心脏组织，该技术可延伸至角膜基质层打印。微重力环境反而有利于细胞外基质的有序沉积，解决地面打印中的结构塌陷问题。

应急医疗工具
针对太空创伤设计的3D打印器械包括：

• 微型前房穿刺针（直径<0.5mm）
• 可折叠眼内镊（钛合金材质）
• 湿度调节眼罩（集成温敏水凝胶）

技术瓶颈与未来方向

当前挑战包括：

1. 生物墨水在微重力下的流变学特性改变
2. 紫外线固化树脂在舱内环境中的聚合效率下降
3. 打印精度需达到10μm级以满足角膜曲率要求

NASA计划在2024年阿尔忒弥斯任务中测试首套太空眼科3D打印系统，重点验证辐射防护镜片在月球表面的实际效能。

地球医疗的衍生应用

太空技术转化成果显著：

• 个性化人工角膜（误差<0.1D）
• 缓释药物的智能隐形眼镜（载药量提升300%）
• 视网膜芯片支架（导电石墨烯材料）

这些进展为地球上的难治性眼病提供了新疗法，特别是对辐射性视网膜病变和极端环境职业性眼损伤的防治。

结论

3D打印技术通过"太空验证-地球应用"的双向路径，正在重塑眼科医疗范式。随着材料科学和微重力制造工艺的突破，该技术将成为保障深空探索任务成功的关键支撑，同时推动地面精准眼科医疗的革新。