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上海騰拔(ba)質(zhì)構(gòu)儀(yi)助力浙(zhe)江大學(xué)發(fā)(fa)表3D生物打印(yin)培養(yǎng)(yang)肉的期(qi)刊論文
近日,浙江(jiang)大學(xué)生物系(xi)統(tǒng)工程與(yu)食品科學(xué)(xue)學(xué)院研究人(ren)員在國(guo)際期刊《Sustainable Materials and Technologies》(中科(ke)院二區(qū),IF:9.2)發(fā)(fa)表了題為"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(li)用上海(hai)騰拔Universal TA國產(chǎn)質(zhì)(zhi)構(gòu)儀(yi)用于(yu)測(cè)定培養(yǎng)肉(rou)支架的(de)硬度、彈性(xing)、膠粘性、咀嚼性(xing)和回(hui)復(fù)性(xing)指標(biāo)。
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(jiao)低的(de)培養(yǎng)溫(wen)度。為此,冷生物(wu)打印用(yong)生物墨水需(xu)具備適宜的(de)流變(bian)特性,以維(wei)持細(xì)胞活(huo)性。本研究開發(fā)(fa)了一種(zhong)新型復(fù)合(he)水凝(ning)膠生物(wu)墨水,其由(you)溫水魚明(ming)膠(FG)與冷水魚明(ming)膠(CFG)組成,經(jīng)(jing)優(yōu)化(hua)后可用于虹(hong)鱒魚肌肉衛(wèi)星(xing)細(xì)胞(rtMSCs)的低溫(wen)(<18°C)3D 生物打?。↙T-bio3DP)。研究(jiu)團(tuán)隊(duì)對(duì)(dui)該生物墨水(shui)的結(jié)構(gòu)特性(xing)、流變特性及(ji)生物特(te)性進(jìn)(jin)行了系(xi)統(tǒng)評(píng)估(gu)。結(jié)果表明,隨(sui)著 CFG 含(han)量的增(zeng)加,凝膠(jiao)化溫度從 20.11°C 降至(zhi) 2.33°C;隨之而來(lai)的儲(chǔ)(chu)能模量與(yu)黏度降低(di)(同時(shí)親水(shui)性增強(qiáng)),會(huì)(hui)對(duì)打印(yin)性能(neng)和細(xì)胞行為產(chǎn)(chan)生影響。研究(jiu)確定,4FG6CFG 水凝膠(jiao)是 LT-bio3DP 的最佳組分(fen),其在(zai)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)虹(hong)鱒魚肌(ji)肉衛(wèi)星細(xì)胞(rtMSCs)的(de)增殖與肌源(yuan)性分化(hua)。打印支架在(zai)長(zhǎng)期培(pei)養(yǎng)過程中可(ke)保持形態(tài)穩(wěn)(wen)定,且(qie)其質(zhì)地(di)硬度與天然虹(hong)鱒魚肉組織相(xiang)當(dāng)。綜上,本(ben)研究(jiu)為開發(fā)(fa)低溫(wen)生物打印技(ji)術(shù)及定制(zhi)化細(xì)胞培養(yǎng)生(sheng)物材(cai)料提(ti)供了創(chuàng)新性策(ce)略。
圖 7. 4FG6CFG 支架與rtMSCs共培(pei)養(yǎng) 12 天后的質(zhì)構(gòu)(gou)特性分析(TPA),并與(yu)新鮮虹鱒魚(yu)肉對(duì)比。(A)虹鱒魚(yu)細(xì)胞培(pei)養(yǎng)肉(rou)(CCM)的外觀。添加(jia)食用色素以模(mo)擬魚(yu)類組織的天(tian)然顏色。(B)檢測(cè)(ce)有 / 無(wu)細(xì)胞時(shí)支架的(de)硬度、彈性(xing)、膠黏性(xing)、咀嚼性和回復(fù)(fu)性。采用單因素(su)方差分析(One-way ANOVA)和鄧(deng)肯多重比較(jiao)檢驗(yàn)(Duncan's test)對(duì)各組數(shù)(shu)據(jù)進(jìn)行比(bi)較。a–c 表示組間(jian)存在顯著(zhu)差異(yi)(P < 0.05),樣本量 n = 3。
水凝膠(jiao)支架的質(zhì)(zhi)構(gòu)特性對(duì)培(pei)養(yǎng)肉產(chǎn)品的(de)整體(ti)品質(zhì)具有顯(xian)著影響(xiang)。本研究(jiu)將培養(yǎng)肉模(mo)型的質(zhì)構(gòu)(gou)特性(xing)與新鮮虹鱒魚(yu)肉的質(zhì)構(gòu)(gou)特性進(jìn)(jin)行了對(duì)(dui)比。如圖 7A 所示(shi),與空白支(zhi)架相比(bi),負(fù)載細(xì)胞(bao)的 4FG6CFG 支架在彈(dan)性、膠黏性和(he)咀嚼性方面均(jun)表現(xiàn)出(chu)顯著提升(sheng),這可(ke)能是(shi)由于細(xì)(xi)胞外基質(zhì)蛋白(bai)的積累所致。此(ci)外,盡管該(gai)支架在其他(ta)質(zhì)構(gòu)參數(shù)(shu)上與(yu)新鮮魚肉(rou)存在一定差異(yi),但其硬(ying)度與新鮮(xian)魚肉相近。在眾(zhong)多針對(duì)培(pei)養(yǎng)肉(CCM)的研究中(zhong),天然肉類的(de)質(zhì)構(gòu)特性(xing)通常強(qiáng)(qiang)于培養(yǎng)肉(rou)。而本研究中(zhong)觀察到培(pei)養(yǎng)肉(CCM)質(zhì)構(gòu)特性(xing)增強(qiáng)(qiang)的現(xiàn)(xian)象,可能是因?yàn)?wei)復(fù)合水(shui)凝膠支架(jia)與大(da)量細(xì)胞實(shí)現(xiàn)(xian)了良好(hao)結(jié)合,相比之(zhi)下,魚肉本身(shen)的質(zhì)(zhi)構(gòu)強(qiáng)度較(jiao)弱。
參考(kao)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