近日，浙江大(da)學(xué)生物系統(tǒng)工(gong)程與食品(pin)科學(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(le)題為"Cold-temperature 3D bioprinting for cultured meat: A case of rainbow trout cell cultivtion"的研究(jiu)論文。在該(gai)論文中，研究(jiu)人員利用上海(hai)騰拔Universal TA國產(chǎn)質(zhì)構(gòu)(gou)儀用于測(ce)定培養(yǎng)肉支架(jia)的硬(ying)度、彈性、膠(jiao)粘性、咀嚼(jue)性和回復(fù)性(xing)指標(biāo)(biao)。

冷水(shui)魚細(xì)胞(bao)培養(yǎng)肉(rou)的生產(chǎn)面(mian)臨一項dute挑(tiao)戰(zhàn)：細(xì)胞生長需(xu)要顯(xian)著較低的培(pei)養(yǎng)溫度。為此(ci)，冷生物(wu)打印用(yong)生物(wu)墨水需具備(bei)適宜的流變(bian)特性(xing)，以維持(chi)細(xì)胞活性。本(ben)研究開發(fā)了(le)一種新型復(fù)合(he)水凝膠生物墨(mo)水，其(qi)由溫水魚明(ming)膠（FG）與冷水魚(yu)明膠(jiao)（CFG）組成，經(jīng)優(yōu)(you)化后可用于虹(hong)鱒魚肌(ji)肉衛(wèi)(wei)星細(xì)胞(bao)（rtMSCs）的低溫(wen)（<18°C）3D 生物打印（LT-bio3DP）。研(yan)究團(tuán)(tuan)隊對(dui)該生物墨(mo)水的結(jié)(jie)構(gòu)特性、流變特(te)性及生物(wu)特性進(jìn)(jin)行了系統(tǒng)(tong)評估(gu)。結(jié)果表(biao)明，隨著(zhe) CFG 含量(liang)的增加(jia)，凝膠化(hua)溫度從 20.11°C 降至(zhi) 2.33°C；隨之而來(lai)的儲能模量(liang)與黏度降低（同(tong)時親水性增強(qiáng)(qiang)），會對打印(yin)性能和細(xì)胞行(xing)為產(chǎn)生(sheng)影響。研究確定(ding)，4FG6CFG 水凝膠是 LT-bio3DP 的(de)最佳組分(fen)，其在結(jié)構(gòu)穩(wěn)(wen)定性、擠出(chu)性能(neng)和細(xì)胞(bao)相容性方面達(dá)(da)到平衡，能有(you)效促進(jìn)(jin)虹鱒魚肌肉(rou)衛(wèi)星細(xì)(xi)胞（rtMSCs）的增殖(zhi)與肌源性分化(hua)。打印支架(jia)在長期(qi)培養(yǎng)過程中可(ke)保持形態(tài)(tai)穩(wěn)定(ding)，且其質(zhì)地硬度(du)與天然虹(hong)鱒魚肉組(zu)織相(xiang)當(dāng)。綜上，本研究(jiu)為開發(fā)低溫生(sheng)物打印(yin)技術(shù)及定(ding)制化細(xì)胞培(pei)養(yǎng)生物材(cai)料提供了創(chuàng)(chuang)新性策略。

圖 7. 4FG6CFG 支架與rtMSCs共培(pei)養(yǎng) 12 天后(hou)的質(zhì)構(gòu)特(te)性分析（TPA），并與(yu)新鮮虹鱒魚肉(rou)對比。（A）虹鱒(zun)魚細(xì)胞培養(yǎng)肉(rou)（CCM）的外觀(guan)。添加食用色(se)素以模擬魚類(lei)組織的天(tian)然顏色(se)。（B）檢測有 / 無細(xì)胞(bao)時支架的(de)硬度、彈性(xing)、膠黏性、咀嚼性(xing)和回復(fù)(fu)性。采(cai)用單因素方差(cha)分析(xi)（One-way ANOVA）和鄧肯多重(zhong)比較檢驗（Duncan's test）對(dui)各組數(shù)據(jù)(ju)進(jìn)行(xing)比較(jiao)。a–c 表示(shi)組間存在顯著(zhu)差異（P < 0.05），樣本量(liang) n = 3。

水凝膠支(zhi)架的質(zhì)構(gòu)特性(xing)對培養(yǎng)肉(rou)產(chǎn)品的(de)整體(ti)品質(zhì)(zhi)具有(you)顯著影響(xiang)。本研究將培養(yǎng)(yang)肉模型的(de)質(zhì)構(gòu)特性與(yu)新鮮虹鱒(zun)魚肉的(de)質(zhì)構(gòu)特性(xing)進(jìn)行了對(dui)比。如圖(tu) 7A 所示，與空白支(zhi)架相比，負(fù)(fu)載細(xì)(xi)胞的 4FG6CFG 支架在彈(dan)性、膠黏(nian)性和咀嚼性方(fang)面均表現(xiàn)出(chu)顯著提(ti)升，這可能(neng)是由于(yu)細(xì)胞(bao)外基(ji)質(zhì)蛋白的積(ji)累所致(zhi)。此外(wai)，盡管該支架在(zai)其他質(zhì)構(gòu)參數(shù)(shu)上與新(xin)鮮魚(yu)肉存在一定差(cha)異，但(dan)其硬度與新(xin)鮮魚肉(rou)相近。在(zai)眾多針(zhen)對培養(yǎng)肉（CCM）的(de)研究中，天(tian)然肉(rou)類的質(zhì)構(gòu)特(te)性通常強(qiáng)于培(pei)養(yǎng)肉。而本研(yan)究中觀察(cha)到培養(yǎng)肉（CCM）質(zhì)(zhi)構(gòu)特性增強(qiáng)的(de)現(xiàn)象(xiang)，可能是(shi)因為復(fù)合水(shui)凝膠支(zhi)架與大量細(xì)胞(bao)實現(xiàn)了(le)良好結(jié)合(he)，相比之下，魚(yu)肉本身(shen)的質(zhì)構(gòu)強(qiáng)度較(jiao)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