近日，浙江大學(xué)(xue)生物系統(tǒng)(tong)工程(cheng)與食品科學(xué)(xue)學(xué)院研究(jiu)人員在國(guo)際期刊《Sustainable Materials and Technologies》（中科(ke)院二區(qū)，IF：9.2）發(fā)表(biao)了題為(wei)"Cold-temperature 3D bioprinting for cultured meat: A case of rainbow trout cell cultivtion"的研(yan)究論文。在該(gai)論文中，研究(jiu)人員利用上(shang)海騰(teng)拔Universal TA國(guo)產(chǎn)質(zhì)構(gòu)儀用(yong)于測定培養(yǎng)(yang)肉支架的硬(ying)度、彈(dan)性、膠(jiao)粘性、咀(ju)嚼性和回(hui)復(fù)性(xing)指標(biāo)。

冷水魚(yu)細(xì)胞培養(yǎng)肉(rou)的生產(chǎn)面(mian)臨一項dute挑戰(zhàn)(zhan)：細(xì)胞生長需(xu)要顯著較低的(de)培養(yǎng)溫(wen)度。為此，冷生(sheng)物打印用生物(wu)墨水(shui)需具備適(shi)宜的流變(bian)特性，以維持細(xì)(xi)胞活性。本研(yan)究開發(fā)了(le)一種新型(xing)復(fù)合水凝膠(jiao)生物墨水(shui)，其由溫水(shui)魚明膠（FG）與冷(leng)水魚(yu)明膠（CFG）組成，經(jīng)(jing)優(yōu)化后可用(yong)于虹鱒魚肌肉(rou)衛(wèi)星細(xì)胞(bao)（rtMSCs）的低溫(wen)（<18°C）3D 生物打印(yin)（LT-bio3DP）。研究團隊對該(gai)生物(wu)墨水的(de)結(jié)構(gòu)特(te)性、流變特(te)性及生物(wu)特性進(jin)行了系統(tǒng)(tong)評估。結(jié)(jie)果表(biao)明，隨(sui)著 CFG 含量(liang)的增加，凝膠(jiao)化溫度從(cong) 20.11°C 降至 2.33°C；隨之(zhi)而來(lai)的儲能模量(liang)與黏度降低(di)（同時親(qin)水性增強），會(hui)對打印(yin)性能和(he)細(xì)胞行為(wei)產(chǎn)生(sheng)影響。研究確(que)定，4FG6CFG 水凝(ning)膠是 LT-bio3DP 的最佳組(zu)分，其(qi)在結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性(xing)、擠出性能(neng)和細(xì)胞相容性(xing)方面達到平衡(heng)，能有效促進虹(hong)鱒魚肌肉衛(wèi)星(xing)細(xì)胞(bao)（rtMSCs）的增殖與(yu)肌源性分化。打(da)印支(zhi)架在長期培養(yǎng)(yang)過程中可保持(chi)形態(tài)穩(wěn)定，且(qie)其質(zhì)(zhi)地硬度與天(tian)然虹鱒(zun)魚肉組織(zhi)相當(dāng)。綜(zong)上，本研究為(wei)開發(fā)低(di)溫生物打印(yin)技術(shù)及定制(zhi)化細(xì)胞(bao)培養(yǎng)(yang)生物(wu)材料提供了創(chuàng)(chuang)新性(xing)策略。

圖 7. 4FG6CFG 支架與(yu)rtMSCs共培養(yǎng)(yang) 12 天后的質(zhì)(zhi)構(gòu)特性分析(xi)（TPA），并與新鮮虹鱒(zun)魚肉對比。（A）虹鱒(zun)魚細(xì)胞培養(yǎng)(yang)肉（CCM）的外(wai)觀。添加食用(yong)色素以模(mo)擬魚類組織(zhi)的天(tian)然顏(yan)色。（B）檢測有 / 無(wu)細(xì)胞時(shi)支架的硬度(du)、彈性、膠黏性(xing)、咀嚼性和(he)回復(fù)性(xing)。采用單因素方(fang)差分析（One-way ANOVA）和鄧肯(ken)多重比較(jiao)檢驗（Duncan's test）對各組數(shù)(shu)據(jù)進(jin)行比較。a–c 表示組(zu)間存在顯著差(cha)異（P < 0.05），樣本(ben)量 n = 3。

水凝膠支架(jia)的質(zhì)構(gòu)特性對(dui)培養(yǎng)肉產(chǎn)(chan)品的整(zheng)體品質(zhì)具有顯(xian)著影(ying)響。本研究將(jiang)培養(yǎng)肉模型的(de)質(zhì)構(gòu)特性與(yu)新鮮虹鱒(zun)魚肉(rou)的質(zhì)構(gòu)特性(xing)進行了(le)對比。如(ru)圖 7A 所示，與空(kong)白支架相比(bi)，負(fù)載(zai)細(xì)胞的(de) 4FG6CFG 支架在彈(dan)性、膠(jiao)黏性(xing)和咀嚼(jue)性方面均表(biao)現(xiàn)出顯著提升(sheng)，這可能是由于(yu)細(xì)胞(bao)外基(ji)質(zhì)蛋白的積(ji)累所致(zhi)。此外，盡(jin)管該支架在其(qi)他質(zhì)(zhi)構(gòu)參數(shù)上(shang)與新鮮(xian)魚肉存在一定(ding)差異，但(dan)其硬度與新(xin)鮮魚肉相近(jin)。在眾(zhong)多針對培(pei)養(yǎng)肉（CCM）的(de)研究中，天(tian)然肉類的(de)質(zhì)構(gòu)(gou)特性(xing)通常強(qiang)于培(pei)養(yǎng)肉(rou)。而本研(yan)究中觀察到培(pei)養(yǎng)肉（CCM）質(zhì)構(gòu)特性(xing)增強(qiang)的現(xiàn)象，可(ke)能是因為復(fù)合(he)水凝膠支架(jia)與大量(liang)細(xì)胞實(shi)現(xiàn)了良好結(jié)合(he)，相比(bi)之下，魚肉本身(shen)的質(zhì)構(gòu)強度較(jiao)弱。

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