长期以来，利用空间站开展生物医药实验已被学术界广泛接受。然而，随着商业航天发射成本的整体下降，在近地轨道直接部署无人自动化设备开展微重力制药正在从科研设想走向产业转化。近日，美国加州洛杉矶县的商业航天初创企业瓦尔达航天工业公司（Varda Space Industries，以下简称瓦尔达）宣布与生物技术公司联合治疗公司（United Therapeutics）达成战略合作。联合治疗公司将利用瓦尔达的在轨自动化制药载荷开展小分子药物实验，这标志着空间微重力制药产业在商业化和规模化应用上迈出了实质性一步。
作为一家专注于微重力制造的航天企业，瓦尔达近年来频繁利用近地轨道返回式太空舱开展自动化晶体生长实验。巴特勒大学（Butler University）化学家 Anne Wilson 指出，在太空中，缺少了重力引起的对流和沉降效应，能够培育出在地球上由于重力干扰而无法实现的长程有序、体积更大、晶格缺陷更趋完美的药物晶体。这种独特的空间结晶技术能够改变药物的物理化学表型，例如显著提升原料药的溶解度。这意味着在未来的临床应用中，患者可以用更低的给药剂量达到相同的疗效，从而在降低用药成本的同时减少毒副作用。
瓦尔达首席战略官 Michael Reilly 透露，联合治疗公司（United Therapeutics）将首选其旗下的核心小分子药物（Small molecule drugs）进行在轨结晶测试。小分子化合物是目前抗生素、皮质类固醇等传统药物的核心支柱。在商业策略上，由于原料药（APIs）的质量（Mass）载荷需求极低，而最终产出的专利和附加值极高，这使其成为了目前最适合空间制造的精细化工行业之一。哈佛商学院（Harvard Business School）研究员 Matthew Weinzierl 坦言，医药行业拥有巨大的市场体量，且对货物的质量载荷依赖度低，因而成为了探索空间经济（Space economy）表现最积极的实体产业。
除了小分子药物，瓦尔达还计划将该技术拓展至单克隆抗体（Monoclonal antibodies）等前沿生物大分子领域。在微重力环境下优化的抗体结晶制备工艺，有望将目前必须通过静脉注射（Intravenous administration）的药物剂型，转化为高浓度、患者在家即可自行操作的皮下注射（Subcutaneous shots）剂型。
然而，轨道结晶制药在技术与产业化路径上仍面临诸多不确定性。罗文大学（Rowan University）化学工程师 Gerard Capellades 指出，在轨道无人舱中精准、经济且高效地调控结晶热力学与动力学环境极具挑战。结晶动力学在空间环境中常表现出一定的随机性，有时几分钟即可结晶，有时则需要数周甚至更久。此外，“产能放大”也是一大瓶颈：由于返回舱运载能力限制，目前的策略是在轨培养出稀有的高品质晶体作为“晶种（Crystal seeds）”带回地球，并在地面实验室中进行二次放大复制。
为了分摊发射与运营成本，瓦尔达不仅依靠 SpaceX 的可回收火箭降低单位货物的发射费用，还通过承接美国国防部（Pentagon）的各种防御实验载荷来充实综合现金流。其被称为“Winnebago”的在轨无人实验载荷核心为一个 300 公斤级的卫星平台。在被运载火箭送入轨道后，该平台利用自身推进系统调整姿态并开展全自动制药实验。实验完成后，返回舱将以每小时约 1.8 万英里的速度重返大气层，最终通过降落伞回收于澳大利亚内陆。
过去，学术界与商业机构主要依赖国际空间站（ISS）或中国的天宫空间站（Tiangong）开展微重力实验。但瓦尔达与 SpaceX 的合作模式，打破了传统太空实验必须依赖宇航员手工操作的限制，实现了全自动的在轨运行与独立返回。
随着国际空间站预计将在 2030 年代退役，商业空间站时代正在临近。包括 Space Tango、Voyager Technologies 等空间基础设施公司已开始提供即插即用的在轨科研支持，Voyager Technologies 还在积极推进名为 Starlab 的商业空间站概念。行业专家普遍认为，这些新一代轨道前哨站的设计核心都将围绕医药产业展开。
Matthew Weinzierl 表示，如果瓦尔达与联合治疗公司的这次合作能够成功推出一两款商业化爆款药物（Blockbuster），将正式开启医药行业在太空进行大规模商业化盈利的新模式，并在整个生物医药界引发联合投资的“多米诺骨牌效应”。目前，瓦尔达正在加速其发射节奏，计划将发射频率从每季度一次提升至每两个月一次，以期在商业太空制造的赛道上建立技术壁垒。
参考资料：https://www.scientificamerican.com/article/this-startup-wants-to-make-drugs-in-orbit-if-it-succeeds-it-could-transform-the-space-economy/
编辑：王洪
排版：李丽
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