近日，浙江(jiang)大學(xué)生物(wu)系統(tǒng)(tong)工程與(yu)食品科學(xué)(xue)學(xué)院研(yan)究人員在(zai)國(guó)際(ji)期刊《Sustainable Materials and Technologies》（中科院二(er)區(qū)，IF：9.2）發(fā)(fa)表了(le)題為"Cold-temperature 3D bioprinting for cultured meat: A case of rainbow trout cell cultivtion"的研究論文。在該論文中(zhong)，研究人員(yuan)利用上海騰拔(ba)Universal TA國(guó)產(chǎn)質(zhì)構(gòu)儀(yi)用于測(cè)定(ding)培養(yǎng)肉支架的(de)硬度、彈性、膠(jiao)粘性、咀(ju)嚼性和回(hui)復(fù)性(xing)指標(biāo)。

冷水魚細(xì)胞(bao)培養(yǎng)肉的生(sheng)產(chǎn)面臨(lin)一項(xiàng)dute挑戰(zhàn)：細(xì)胞(bao)生長(zhǎng)需要顯著(zhu)較低的培養(yǎng)溫(wen)度。為此，冷生物(wu)打印(yin)用生物墨水(shui)需具(ju)備適宜的流(liu)變特性，以維(wei)持細(xì)(xi)胞活(huo)性。本研究開(kāi)發(fā)(fa)了一種(zhong)新型復(fù)合水凝(ning)膠生物墨水，其(qi)由溫水魚(yu)明膠（FG）與(yu)冷水魚明(ming)膠（CFG）組成，經(jīng)(jing)優(yōu)化后可(ke)用于(yu)虹鱒魚肌肉衛(wèi)(wei)星細(xì)胞（rtMSCs）的低溫(wen)（<18°C）3D 生物(wu)打印(yin)（LT-bio3DP）。研究團(tuán)隊(duì)對(duì)(dui)該生物墨水(shui)的結(jié)(jie)構(gòu)特性、流(liu)變特性(xing)及生物特性(xing)進(jìn)行(xing)了系統(tǒng)(tong)評(píng)估。結(jié)果表(biao)明，隨著(zhe) CFG 含量的增加，凝(ning)膠化(hua)溫度(du)從 20.11°C 降至 2.33°C；隨之而(er)來(lái)的(de)儲(chǔ)能(neng)模量與黏度降(jiang)低（同時(shí)親水(shui)性增強(qiáng)），會(huì)(hui)對(duì)打印性能和(he)細(xì)胞(bao)行為產(chǎn)生影響(xiang)。研究(jiu)確定，4FG6CFG 水凝(ning)膠是 LT-bio3DP 的最佳組(zu)分，其在結(jié)構(gòu)(gou)穩(wěn)定性、擠(ji)出性能和細(xì)胞(bao)相容性(xing)方面達(dá)到平(ping)衡，能有效促進(jìn)(jin)虹鱒魚肌肉(rou)衛(wèi)星細(xì)(xi)胞（rtMSCs）的增(zeng)殖與肌源性分(fen)化。打(da)印支架在長(zhǎng)(zhang)期培(pei)養(yǎng)過(guò)程中(zhong)可保持形態(tài)(tai)穩(wěn)定，且其(qi)質(zhì)地硬度(du)與天然虹鱒魚(yu)肉組織相當(dāng)(dang)。綜上(shang)，本研究(jiu)為開(kāi)發(fā)低溫(wen)生物(wu)打印技術(shù)及定(ding)制化(hua)細(xì)胞培養(yǎng)生物(wu)材料提供(gong)了創(chuàng)新(xin)性策略。

圖 7. 4FG6CFG 支架與rtMSCs共培(pei)養(yǎng) 12 天后(hou)的質(zhì)(zhi)構(gòu)特性分析(xi)（TPA），并與新鮮虹(hong)鱒魚肉對(duì)比(bi)。（A）虹鱒魚細(xì)胞培(pei)養(yǎng)肉（CCM）的(de)外觀。添加食(shi)用色素以(yi)模擬魚類組(zu)織的天然顏色(se)。（B）檢測(cè)有(you) / 無(wú)細(xì)(xi)胞時(shí)支架的(de)硬度、彈(dan)性、膠黏性(xing)、咀嚼(jue)性和回復(fù)性。采(cai)用單因素方(fang)差分析（One-way ANOVA）和鄧(deng)肯多(duo)重比較檢驗(yàn)(yan)（Duncan's test）對(duì)各組(zu)數(shù)據(jù)進(jìn)行比(bi)較。a–c 表示組間存(cun)在顯(xian)著差異(yi)（P < 0.05），樣本(ben)量 n = 3。

水凝(ning)膠支架的質(zhì)(zhi)構(gòu)特性(xing)對(duì)培養(yǎng)(yang)肉產(chǎn)品的(de)整體品質(zhì)(zhi)具有顯(xian)著影響。本研究(jiu)將培(pei)養(yǎng)肉(rou)模型的質(zhì)(zhi)構(gòu)特(te)性與新鮮虹鱒(zun)魚肉(rou)的質(zhì)構(gòu)特性(xing)進(jìn)行了對(duì)比(bi)。如圖 7A 所示(shi)，與空白支架相(xiang)比，負(fù)載細(xì)(xi)胞的 4FG6CFG 支架在彈(dan)性、膠黏性和(he)咀嚼性方面均(jun)表現(xiàn)出顯(xian)著提升，這可能(neng)是由于(yu)細(xì)胞(bao)外基質(zhì)(zhi)蛋白的(de)積累所致。此(ci)外，盡(jin)管該支(zhi)架在其他質(zhì)構(gòu)(gou)參數(shù)上與新鮮(xian)魚肉存(cun)在一定差異，但(dan)其硬度與新鮮(xian)魚肉相近(jin)。在眾多針對(duì)培(pei)養(yǎng)肉(rou)（CCM）的研究(jiu)中，天然肉(rou)類的質(zhì)(zhi)構(gòu)特性通(tong)常強(qiáng)于(yu)培養(yǎng)肉。而本(ben)研究中觀(guan)察到培(pei)養(yǎng)肉（CCM）質(zhì)(zhi)構(gòu)特(te)性增強(qiáng)(qiang)的現(xiàn)象(xiang)，可能(neng)是因?yàn)閺?fù)合水(shui)凝膠(jiao)支架與大(da)量細(xì)(xi)胞實(shí)現(xiàn)了(le)良好結(jié)合，相(xiang)比之下，魚肉(rou)本身的質(zhì)構(gòu)(gou)強(qiáng)度(du)較弱(ruo)。

參考文(wen)獻(xiàn)：Zhaojing Huang, et al. Cold-temperature 3D bioprinting for cultured meat: A case of rainbow trout cell cultivtion. Sustainable Materials and Technologies, 2025