近日，浙江(jiang)大學(xué)生物(wu)系統(tǒng)工程與食(shi)品科(ke)學(xué)學(xué)院研究人(ren)員在(zai)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"的研究論文。在該論文中(zhong)，研究人員利(li)用上海騰拔(ba)Universal TA國產(chǎn)質(zhì)(zhi)構(gòu)儀用于(yu)測定(ding)培養(yǎng)肉支架的(de)硬度、彈性、膠粘(zhan)性、咀嚼性和(he)回復(fù)(fu)性指標(biāo)(biao)。

冷水魚細(xì)(xi)胞培養(yǎng)肉的生(sheng)產(chǎn)面臨一(yi)項(xiàng)dute挑戰(zhàn)：細(xì)胞(bao)生長需要顯(xian)著較低的(de)培養(yǎng)溫度。為(wei)此，冷生物(wu)打印用生(sheng)物墨水(shui)需具備適宜(yi)的流(liu)變特性，以維(wei)持細(xì)胞活性。本(ben)研究(jiu)開發(fā)了一種(zhong)新型復(fù)合(he)水凝(ning)膠生物墨(mo)水，其由溫水魚(yu)明膠（FG）與(yu)冷水魚明膠(jiao)（CFG）組成，經(jīng)優(yōu)化(hua)后可用于(yu)虹鱒魚肌(ji)肉衛(wèi)(wei)星細(xì)胞（rtMSCs）的低(di)溫（<18°C）3D 生物打?。↙T-bio3DP）。研(yan)究團(tuán)隊(duì)(dui)對該生物墨(mo)水的結(jié)構(gòu)特性(xing)、流變特性及生(sheng)物特性進(jìn)行(xing)了系統(tǒng)評(ping)估。結(jié)(jie)果表明，隨(sui)著 CFG 含量的(de)增加，凝膠化溫(wen)度從 20.11°C 降至 2.33°C；隨(sui)之而(er)來的儲能(neng)模量(liang)與黏度(du)降低（同時(shí)親(qin)水性增強(qiáng)），會對(dui)打印性能和細(xì)(xi)胞行為產(chǎn)(chan)生影響。研究(jiu)確定，4FG6CFG 水凝(ning)膠是(shi) LT-bio3DP 的最佳組(zu)分，其在(zai)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定(ding)性、擠出性能和(he)細(xì)胞相容性(xing)方面達(dá)到(dao)平衡(heng)，能有效(xiao)促進(jìn)(jin)虹鱒魚肌肉(rou)衛(wèi)星細(xì)胞（rtMSCs）的增(zeng)殖與肌源(yuan)性分化。打印(yin)支架在長期培(pei)養(yǎng)過程中(zhong)可保持(chi)形態(tài)穩(wěn)定，且其(qi)質(zhì)地(di)硬度與天然虹(hong)鱒魚肉組(zu)織相(xiang)當(dāng)。綜上，本研(yan)究為開發(fā)低溫(wen)生物打印技術(shù)(shu)及定制化細(xì)(xi)胞培養(yǎng)(yang)生物材料(liao)提供了創(chuàng)新性(xing)策略。

圖 7. 4FG6CFG 支架與rtMSCs共(gong)培養(yǎng) 12 天(tian)后的質(zhì)構(gòu)特(te)性分析（TPA），并與新(xin)鮮虹鱒魚(yu)肉對比。（A）虹(hong)鱒魚(yu)細(xì)胞培養(yǎng)肉(rou)（CCM）的外觀。添加食(shi)用色素以模擬(ni)魚類組織的(de)天然顏色。（B）檢測(ce)有 / 無細(xì)胞(bao)時(shí)支架的硬(ying)度、彈性、膠(jiao)黏性、咀嚼(jue)性和回復(fù)性。采(cai)用單因(yin)素方差分析(xi)（One-way ANOVA）和鄧(deng)肯多重(zhong)比較(jiao)檢驗(yàn)（Duncan's test）對(dui)各組數(shù)據(jù)進(jìn)(jin)行比較(jiao)。a–c 表示組間存(cun)在顯著差(cha)異（P < 0.05），樣本(ben)量 n = 3。

水凝膠支(zhi)架的質(zhì)構(gòu)(gou)特性對培養(yǎng)(yang)肉產(chǎn)品(pin)的整體品質(zhì)(zhi)具有顯著影(ying)響。本研究(jiu)將培養(yǎng)肉模型(xing)的質(zhì)(zhi)構(gòu)特性與新鮮(xian)虹鱒魚(yu)肉的質(zhì)構(gòu)(gou)特性(xing)進(jìn)行了對(dui)比。如圖(tu) 7A 所示，與空白(bai)支架相比，負(fù)載(zai)細(xì)胞的 4FG6CFG 支架在(zai)彈性(xing)、膠黏性和咀(ju)嚼性(xing)方面(mian)均表現(xiàn)(xian)出顯著提升(sheng)，這可(ke)能是由于細(xì)胞(bao)外基質(zhì)蛋白(bai)的積(ji)累所(suo)致。此外(wai)，盡管該支架(jia)在其他質(zhì)構(gòu)(gou)參數(shù)上與新鮮(xian)魚肉存(cun)在一定差(cha)異，但其(qi)硬度與新鮮魚(yu)肉相(xiang)近。在眾(zhong)多針對培(pei)養(yǎng)肉(rou)（CCM）的研(yan)究中，天然肉類(lei)的質(zhì)構(gòu)特性(xing)通常強(qiáng)(qiang)于培養(yǎng)肉(rou)。而本研究中觀(guan)察到培養(yǎng)(yang)肉（CCM）質(zhì)構(gòu)特性增(zeng)強(qiáng)的現(xiàn)象(xiang)，可能是(shi)因?yàn)閺?fù)合水(shui)凝膠(jiao)支架與大(da)量細(xì)胞(bao)實(shí)現(xiàn)了良好(hao)結(jié)合(he)，相比之(zhi)下，魚(yu)肉本身(shen)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