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上海騰(teng)拔質(zhì)構(gòu)儀(yi)助力(li)浙江大學(xué)發(fā)(fa)表3D生(sheng)物打印培養(yǎng)(yang)肉的期刊(kan)論文
近日(ri),浙江大學(xué)生(sheng)物系(xi)統(tǒng)工程(cheng)與食(shi)品科(ke)學(xué)學(xué)院研(yan)究人員在國際(ji)期刊《Sustainable Materials and Technologies》(中科院二(er)區(qū),IF:9.2)發(fā)表了題(ti)為"Cold-temperature 3D bioprinting for cultured meat: A case of rainbow trout cell cultivtion"的研(yan)究論(lun)文。在該論文中(zhong),研究人(ren)員利用上海騰(teng)拔Universal TA國(guo)產(chǎn)質(zhì)構(gòu)儀用(yong)于測定培養(yǎng)(yang)肉支(zhi)架的硬度、彈性(xing)、膠粘性(xing)、咀嚼性和回(hui)復(fù)性指(zhi)標(biāo)。
冷水魚細(xì)胞(bao)培養(yǎng)肉(rou)的生產(chǎn)面臨(lin)一項dute挑(tiao)戰(zhàn):細(xì)胞(bao)生長需要(yao)顯著較低的(de)培養(yǎng)溫度(du)。為此(ci),冷生物打(da)印用生物墨(mo)水需(xu)具備適宜(yi)的流變特(te)性,以維持細(xì)胞(bao)活性。本研究開(kai)發(fā)了一(yi)種新型復(fù)合水(shui)凝膠生(sheng)物墨水,其由(you)溫水魚明(ming)膠(FG)與(yu)冷水(shui)魚明膠(jiao)(CFG)組成(cheng),經(jīng)優(yōu)化后可(ke)用于虹鱒(zun)魚肌(ji)肉衛(wèi)星細(xì)胞(rtMSCs)的(de)低溫(wen)(<18°C)3D 生物打?。↙T-bio3DP)。研究(jiu)團(tuán)隊對該(gai)生物墨水(shui)的結(jié)構(gòu)特性(xing)、流變特性(xing)及生物特性(xing)進(jìn)行了系統(tǒng)(tong)評估。結(jié)果(guo)表明,隨著 CFG 含量(liang)的增(zeng)加,凝膠(jiao)化溫(wen)度從 20.11°C 降(jiang)至 2.33°C;隨之(zhi)而來的(de)儲能模量與黏(nian)度降低(同時親(qin)水性增強),會(hui)對打印性能和(he)細(xì)胞行為產(chǎn)(chan)生影響(xiang)。研究確定,4FG6CFG 水凝(ning)膠是(shi) LT-bio3DP 的最佳(jia)組分,其在結(jié)(jie)構(gòu)穩(wěn)定性、擠出(chu)性能和細(xì)(xi)胞相容性方面(mian)達(dá)到平衡,能(neng)有效促進(jìn)虹鱒(zun)魚肌肉(rou)衛(wèi)星細(xì)胞(bao)(rtMSCs)的增殖(zhi)與肌源性分化(hua)。打印支架在(zai)長期(qi)培養(yǎng)(yang)過程(cheng)中可保持形(xing)態(tài)穩(wěn)定,且其質(zhì)(zhi)地硬(ying)度與天(tian)然虹鱒(zun)魚肉(rou)組織相當(dāng)。綜上(shang),本研究為開(kai)發(fā)低溫生物打(da)印技術(shù)及(ji)定制化細(xì)胞(bao)培養(yǎng)(yang)生物材(cai)料提供了創(chuàng)(chuang)新性策略。
圖 7. 4FG6CFG 支架與rtMSCs共(gong)培養(yǎng) 12 天后的(de)質(zhì)構(gòu)特性分(fen)析(TPA),并與(yu)新鮮虹鱒魚(yu)肉對比(bi)。(A)虹鱒魚細(xì)胞培(pei)養(yǎng)肉(CCM)的外觀。添(tian)加食用色素(su)以模擬魚類(lei)組織的(de)天然顏色(se)。(B)檢測有 / 無細(xì)(xi)胞時支(zhi)架的硬度、彈(dan)性、膠黏性、咀(ju)嚼性(xing)和回復(fù)(fu)性。采(cai)用單(dan)因素(su)方差分析(One-way ANOVA)和鄧(deng)肯多重比(bi)較檢驗(Duncan's test)對各(ge)組數(shù)(shu)據(jù)進(jìn)行(xing)比較(jiao)。a–c 表示組間(jian)存在顯著差異(yi)(P < 0.05),樣本量(liang) n = 3。
水凝膠(jiao)支架的質(zhì)(zhi)構(gòu)特性(xing)對培養(yǎng)(yang)肉產(chǎn)品的整體(ti)品質(zhì)具有顯著(zhu)影響。本(ben)研究將培養(yǎng)(yang)肉模型的質(zhì)(zhi)構(gòu)特(te)性與(yu)新鮮虹(hong)鱒魚肉的(de)質(zhì)構(gòu)特性(xing)進(jìn)行了(le)對比。如(ru)圖 7A 所示,與空(kong)白支架相比,負(fù)(fu)載細(xì)胞的(de) 4FG6CFG 支架在彈(dan)性、膠(jiao)黏性和咀(ju)嚼性方面均表(biao)現(xiàn)出顯(xian)著提升(sheng),這可能是(shi)由于細(xì)(xi)胞外基質(zhì)蛋(dan)白的(de)積累所(suo)致。此外(wai),盡管該支(zhi)架在其他(ta)質(zhì)構(gòu)(gou)參數(shù)上(shang)與新鮮魚肉存(cun)在一(yi)定差異,但其(qi)硬度與新鮮魚(yu)肉相(xiang)近。在眾多(duo)針對(dui)培養(yǎng)肉(CCM)的(de)研究中(zhong),天然肉類的質(zhì)(zhi)構(gòu)特性通(tong)常強于培養(yǎng)(yang)肉。而本研究中(zhong)觀察(cha)到培養(yǎng)(yang)肉(CCM)質(zhì)(zhi)構(gòu)特性(xing)增強的現(xiàn)象,可(ke)能是因為(wei)復(fù)合(he)水凝膠支架(jia)與大量(liang)細(xì)胞實現(xiàn)(xian)了良(liang)好結(jié)合(he),相比之下(xia),魚肉本身(shen)的質(zhì)構(gòu)強度較(jiao)弱。
參考文獻(xiàn)(xian):Zhaojing Huang, et al. Cold-temperature 3D bioprinting for cultured meat: A case of rainbow trout cell cultivtion. Sustainable Materials and Technologies, 2025