近日，浙江大(da)學(xué)生物系(xi)統(tǒng)工程與(yu)食品科學(xué)學(xué)(xue)院研究人員(yuan)在國(guo)際期刊《Sustainable Materials and Technologies》（中(zhong)科院二區(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。在該論文中，研(yan)究人員利用上(shang)海騰拔Universal TA國產(chǎn)(chan)質(zhì)構(gòu)(gou)儀用于測(cè)定(ding)培養(yǎng)(yang)肉支架的(de)硬度、彈性、膠粘(zhan)性、咀嚼性(xing)和回復(fù)性指標(biāo)(biao)。

冷水魚細(xì)胞培(pei)養(yǎng)肉的生產(chǎn)面(mian)臨一項(xiàng)dute挑戰(zhàn)：細(xì)(xi)胞生長(zhǎng)需(xu)要顯著較低(di)的培養(yǎng)溫度。為(wei)此，冷生物(wu)打印(yin)用生物(wu)墨水需具(ju)備適宜的流變(bian)特性，以維持(chi)細(xì)胞(bao)活性。本研究(jiu)開發(fā)了(le)一種新(xin)型復(fù)(fu)合水(shui)凝膠生物墨(mo)水，其由(you)溫水(shui)魚明膠（FG）與(yu)冷水(shui)魚明膠（CFG）組成，經(jīng)(jing)優(yōu)化后可(ke)用于虹(hong)鱒魚肌肉衛(wèi)(wei)星細(xì)胞（rtMSCs）的(de)低溫（<18°C）3D 生物打印(yin)（LT-bio3DP）。研究團(tuán)隊(duì)(dui)對(duì)該生物(wu)墨水的結(jié)構(gòu)(gou)特性、流變(bian)特性(xing)及生物特性(xing)進(jìn)行(xing)了系統(tǒng)評(píng)(ping)估。結(jié)果表明(ming)，隨著 CFG 含(han)量的(de)增加，凝膠化溫(wen)度從 20.11°C 降(jiang)至 2.33°C；隨(sui)之而來的(de)儲(chǔ)能(neng)模量與黏度(du)降低（同時(shí)親(qin)水性增強(qiáng)），會(huì)(hui)對(duì)打印性能和(he)細(xì)胞(bao)行為產(chǎn)生影響(xiang)。研究確定，4FG6CFG 水凝(ning)膠是(shi) LT-bio3DP 的最佳(jia)組分，其在結(jié)構(gòu)(gou)穩(wěn)定性(xing)、擠出性(xing)能和(he)細(xì)胞(bao)相容性(xing)方面達(dá)到平(ping)衡，能有效促(cu)進(jìn)虹鱒(zun)魚肌肉衛(wèi)星(xing)細(xì)胞(bao)（rtMSCs）的增殖與肌源(yuan)性分(fen)化。打印支架(jia)在長(zhǎng)(zhang)期培養(yǎng)(yang)過程中可保持(chi)形態(tài)穩(wěn)定，且其(qi)質(zhì)地(di)硬度與天(tian)然虹鱒魚(yu)肉組(zu)織相(xiang)當(dāng)。綜(zong)上，本研究為開(kai)發(fā)低溫生物打(da)印技(ji)術(shù)及定制(zhi)化細(xì)胞培(pei)養(yǎng)生物材料提(ti)供了創(chuàng)新性(xing)策略。

圖 7. 4FG6CFG 支架與rtMSCs共培(pei)養(yǎng) 12 天后的質(zhì)(zhi)構(gòu)特性分(fen)析（TPA），并與新鮮(xian)虹鱒魚肉對(duì)(dui)比。（A）虹鱒(zun)魚細(xì)(xi)胞培養(yǎng)(yang)肉（CCM）的外觀(guan)。添加食(shi)用色(se)素以(yi)模擬魚類組(zu)織的天(tian)然顏色。（B）檢測(cè)(ce)有 / 無(wu)細(xì)胞(bao)時(shí)支架的(de)硬度(du)、彈性、膠黏(nian)性、咀(ju)嚼性和回復(fù)(fu)性。采(cai)用單(dan)因素方差(cha)分析（One-way ANOVA）和鄧肯(ken)多重比較檢(jian)驗(yàn)（Duncan's test）對(duì)各組數(shù)(shu)據(jù)進(jìn)行(xing)比較。a–c 表示組(zu)間存在顯著(zhu)差異(yi)（P < 0.05），樣本量(liang) n = 3。

水凝膠支架的(de)質(zhì)構(gòu)特性(xing)對(duì)培養(yǎng)肉產(chǎn)品(pin)的整體品質(zhì)(zhi)具有顯(xian)著影響。本研(yan)究將培養(yǎng)肉模(mo)型的(de)質(zhì)構(gòu)特(te)性與新鮮虹鱒(zun)魚肉的質(zhì)構(gòu)(gou)特性進(jìn)行了(le)對(duì)比。如圖 7A 所(suo)示，與(yu)空白支架相(xiang)比，負(fù)載細(xì)胞的(de) 4FG6CFG 支架在(zai)彈性、膠黏性(xing)和咀嚼性(xing)方面均表現(xiàn)出(chu)顯著提(ti)升，這(zhe)可能是由于細(xì)(xi)胞外基質(zhì)(zhi)蛋白的積累(lei)所致。此(ci)外，盡管(guan)該支架在其他(ta)質(zhì)構(gòu)參數(shù)上與(yu)新鮮魚(yu)肉存在一(yi)定差(cha)異，但其(qi)硬度與新鮮魚(yu)肉相近(jin)。在眾多針(zhen)對(duì)培養(yǎng)肉（CCM）的(de)研究中，天然肉(rou)類的質(zhì)構(gòu)特(te)性通常強(qiáng)(qiang)于培(pei)養(yǎng)肉。而(er)本研究中觀(guan)察到培養(yǎng)肉(rou)（CCM）質(zhì)構(gòu)特性(xing)增強(qiáng)的現(xiàn)象，可(ke)能是因?yàn)閺?fù)(fu)合水(shui)凝膠支架與大(da)量細(xì)胞實(shí)(shi)現(xiàn)了良好結(jié)(jie)合，相(xiang)比之下，魚(yu)肉本(ben)身的質(zhì)(zhi)構(gòu)強(qiáng)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