近日，浙江(jiang)大學(xué)生物系統(tǒng)(tong)工程與(yu)食品(pin)科學(xué)學(xué)(xue)院研究人(ren)員在國(guo)際期刊《Sustainable Materials and Technologies》（中科院(yuan)二區(qū)，IF：9.2）發(fā)表(biao)了題為"Cold-temperature 3D bioprinting for cultured meat: A case of rainbow trout cell cultivtion"的研究論文。在該論文(wen)中，研(yan)究人員利用上(shang)海騰拔(ba)Universal TA國產(chǎn)質(zhì)構(gòu)(gou)儀用于(yu)測定(ding)培養(yǎng)肉(rou)支架的硬(ying)度、彈(dan)性、膠粘性、咀嚼(jue)性和回復(fù)性指(zhi)標(biāo)。

冷水魚細(xì)胞培(pei)養(yǎng)肉的生產(chǎn)面(mian)臨一(yi)項dute挑戰(zhàn)：細(xì)胞生(sheng)長需要顯著較(jiao)低的培(pei)養(yǎng)溫度。為此，冷(leng)生物(wu)打印用生物墨(mo)水需具(ju)備適宜的流(liu)變特性，以維持(chi)細(xì)胞活性(xing)。本研究開(kai)發(fā)了一種新(xin)型復(fù)(fu)合水凝膠生物(wu)墨水(shui)，其由溫水(shui)魚明(ming)膠（FG）與(yu)冷水魚明膠(jiao)（CFG）組成，經(jīng)優(yōu)(you)化后可(ke)用于虹(hong)鱒魚肌肉衛(wèi)星(xing)細(xì)胞（rtMSCs）的低溫（<18°C）3D 生(sheng)物打?。↙T-bio3DP）。研究(jiu)團(tuán)隊對(dui)該生物墨(mo)水的結(jié)構(gòu)特性(xing)、流變(bian)特性(xing)及生物特性(xing)進(jìn)行(xing)了系統(tǒng)評(ping)估。結(jié)果表明，隨(sui)著 CFG 含(han)量的(de)增加(jia)，凝膠化溫度從(cong) 20.11°C 降至 2.33°C；隨之(zhi)而來(lai)的儲能模量(liang)與黏(nian)度降低（同時親(qin)水性(xing)增強(qiáng)），會對打印(yin)性能(neng)和細(xì)(xi)胞行為產(chǎn)(chan)生影響。研(yan)究確定(ding)，4FG6CFG 水凝膠是 LT-bio3DP 的最(zui)佳組分(fen)，其在結(jié)(jie)構(gòu)穩(wěn)(wen)定性、擠(ji)出性能和(he)細(xì)胞相容性(xing)方面(mian)達(dá)到平衡(heng)，能有效促進(jìn)(jin)虹鱒魚肌肉(rou)衛(wèi)星細(xì)胞（rtMSCs）的增(zeng)殖與肌(ji)源性分(fen)化。打(da)印支架在長(zhang)期培(pei)養(yǎng)過程(cheng)中可(ke)保持形態(tài)(tai)穩(wěn)定，且其(qi)質(zhì)地硬度與天(tian)然虹鱒魚(yu)肉組織相當(dāng)(dang)。綜上，本研究為(wei)開發(fā)(fa)低溫(wen)生物打印技術(shù)(shu)及定制化細(xì)胞(bao)培養(yǎng)生物材(cai)料提供了創(chuàng)新(xin)性策略。

圖 7. 4FG6CFG 支架與(yu)rtMSCs共培養(yǎng) 12 天后(hou)的質(zhì)構(gòu)特性分(fen)析（TPA），并與(yu)新鮮虹(hong)鱒魚肉對比(bi)。（A）虹鱒魚細(xì)胞培(pei)養(yǎng)肉（CCM）的外(wai)觀。添加食用(yong)色素(su)以模擬魚類組(zu)織的(de)天然顏色。（B）檢(jian)測有 / 無(wu)細(xì)胞時支架(jia)的硬度、彈性(xing)、膠黏(nian)性、咀嚼性(xing)和回復(fù)性(xing)。采用(yong)單因素方(fang)差分析(xi)（One-way ANOVA）和鄧肯多重(zhong)比較(jiao)檢驗（Duncan's test）對各組數(shù)(shu)據(jù)進(jìn)行比較。a–c 表(biao)示組間存在(zai)顯著差異(yi)（P < 0.05），樣本(ben)量 n = 3。

水凝膠支架的(de)質(zhì)構(gòu)(gou)特性對培養(yǎng)肉(rou)產(chǎn)品的整體品(pin)質(zhì)具有顯(xian)著影響。本研(yan)究將培養(yǎng)肉(rou)模型的質(zhì)構(gòu)(gou)特性與(yu)新鮮虹鱒魚(yu)肉的質(zhì)構(gòu)特(te)性進(jìn)行(xing)了對比。如圖(tu) 7A 所示，與空白(bai)支架相(xiang)比，負(fù)載(zai)細(xì)胞的(de) 4FG6CFG 支架在彈(dan)性、膠黏性和(he)咀嚼性方面(mian)均表(biao)現(xiàn)出顯著提升(sheng)，這可能(neng)是由于(yu)細(xì)胞外(wai)基質(zhì)蛋白(bai)的積累所致(zhi)。此外，盡管(guan)該支架(jia)在其(qi)他質(zhì)(zhi)構(gòu)參數(shù)上與新(xin)鮮魚(yu)肉存在一(yi)定差異，但其(qi)硬度(du)與新鮮魚(yu)肉相近。在眾多(duo)針對培養(yǎng)肉(rou)（CCM）的研究中(zhong)，天然肉(rou)類的(de)質(zhì)構(gòu)特(te)性通常(chang)強(qiáng)于培(pei)養(yǎng)肉。而本(ben)研究中觀察(cha)到培養(yǎng)肉（CCM）質(zhì)構(gòu)(gou)特性增強(qiáng)的(de)現(xiàn)象，可能是因(yin)為復(fù)(fu)合水凝膠支(zhi)架與大量細(xì)(xi)胞實(shi)現(xiàn)了良(liang)好結(jié)(jie)合，相比之下，魚(yu)肉本身的質(zhì)構(gòu)(gou)強(qiáng)度較弱。

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