近日，浙江(jiang)大學(xué)生物(wu)系統(tǒng)工程與食(shi)品科學(xué)學(xué)(xue)院研(yan)究人員在國際(ji)期刊《Sustainable Materials and Technologies》（中(zhong)科院二(er)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"的研究論文(wen)。在該論(lun)文中，研(yan)究人員利用(yong)上海騰拔(ba)Universal TA國產(chǎn)質(zhì)構(gòu)(gou)儀用于測定培(pei)養(yǎng)肉支(zhi)架的硬度、彈性(xing)、膠粘性(xing)、咀嚼性(xing)和回復(fù)性指標(biāo)(biao)。

冷水魚細(xì)(xi)胞培養(yǎng)肉的生(sheng)產(chǎn)面(mian)臨一項(xiàng)dute挑戰(zhàn)：細(xì)(xi)胞生長需(xu)要顯著較(jiao)低的培養(yǎng)溫度(du)。為此，冷(leng)生物(wu)打印用生物(wu)墨水需具(ju)備適宜(yi)的流變特性，以(yi)維持細(xì)胞活性(xing)。本研究開發(fā)了(le)一種新(xin)型復(fù)合水(shui)凝膠(jiao)生物(wu)墨水，其(qi)由溫水魚明(ming)膠（FG）與冷水(shui)魚明(ming)膠（CFG）組成(cheng)，經(jīng)優(yōu)化后可用(yong)于虹(hong)鱒魚肌肉衛(wèi)(wei)星細(xì)胞(bao)（rtMSCs）的低溫（<18°C）3D 生物打(da)?。↙T-bio3DP）。研究團(tuán)隊(duì)對(dui)該生物墨(mo)水的(de)結(jié)構(gòu)特(te)性、流變(bian)特性及生(sheng)物特性進(jìn)行(xing)了系(xi)統(tǒng)評估。結(jié)果表(biao)明，隨著 CFG 含量(liang)的增(zeng)加，凝(ning)膠化(hua)溫度從(cong) 20.11°C 降至 2.33°C；隨(sui)之而來的儲能(neng)模量與黏度降(jiang)低（同時親(qin)水性增強(qiáng)(qiang)），會對打印(yin)性能和(he)細(xì)胞(bao)行為(wei)產(chǎn)生影響。研(yan)究確(que)定，4FG6CFG 水凝膠(jiao)是 LT-bio3DP 的最佳(jia)組分(fen)，其在結(jié)構(gòu)穩(wěn)定(ding)性、擠出性能(neng)和細(xì)胞相(xiang)容性方面達(dá)(da)到平衡(heng)，能有效促(cu)進(jìn)虹鱒魚肌肉(rou)衛(wèi)星細(xì)胞（rtMSCs）的增(zeng)殖與(yu)肌源性(xing)分化。打印支架(jia)在長期(qi)培養(yǎng)過(guo)程中可保持形(xing)態(tài)穩(wěn)定，且其質(zhì)(zhi)地硬度(du)與天然虹(hong)鱒魚肉組織相(xiang)當(dāng)。綜上，本研(yan)究為(wei)開發(fā)(fa)低溫(wen)生物打印技(ji)術(shù)及定制(zhi)化細(xì)胞(bao)培養(yǎng)生物材(cai)料提供(gong)了創(chuàng)新性(xing)策略。

圖 7. 4FG6CFG 支架與rtMSCs共(gong)培養(yǎng) 12 天后(hou)的質(zhì)構(gòu)特性分(fen)析（TPA），并與新鮮虹(hong)鱒魚肉對比。（A）虹(hong)鱒魚細(xì)胞培養(yǎng)(yang)肉（CCM）的外觀。添(tian)加食用(yong)色素以模擬(ni)魚類組織的天(tian)然顏(yan)色。（B）檢測有 / 無(wu)細(xì)胞時支架的(de)硬度、彈性、膠(jiao)黏性(xing)、咀嚼性和回復(fù)(fu)性。采用單因(yin)素方差分析（One-way ANOVA）和(he)鄧肯多重(zhong)比較檢驗(yàn)（Duncan's test）對各(ge)組數(shù)據(jù)(ju)進(jìn)行比(bi)較。a–c 表示組間存(cun)在顯著差異（P < 0.05），樣(yang)本量 n = 3。

水凝膠支架的(de)質(zhì)構(gòu)特性(xing)對培養(yǎng)肉(rou)產(chǎn)品(pin)的整體(ti)品質(zhì)(zhi)具有顯著影響(xiang)。本研(yan)究將(jiang)培養(yǎng)肉(rou)模型(xing)的質(zhì)(zhi)構(gòu)特性與新鮮(xian)虹鱒(zun)魚肉的質(zhì)構(gòu)特(te)性進(jìn)行了(le)對比(bi)。如圖(tu) 7A 所示，與(yu)空白支架相(xiang)比，負(fù)載細(xì)胞的(de) 4FG6CFG 支架在彈(dan)性、膠黏性和(he)咀嚼性方面均(jun)表現(xiàn)出顯著提(ti)升，這可(ke)能是由于細(xì)(xi)胞外基質(zhì)蛋白(bai)的積(ji)累所致(zhi)。此外，盡管該(gai)支架(jia)在其他質(zhì)(zhi)構(gòu)參數(shù)(shu)上與新鮮魚肉(rou)存在(zai)一定差異(yi)，但其硬度(du)與新鮮魚(yu)肉相近。在(zai)眾多針對培(pei)養(yǎng)肉（CCM）的研究(jiu)中，天然肉(rou)類的質(zhì)(zhi)構(gòu)特性通(tong)常強(qiáng)于培養(yǎng)肉(rou)。而本研究中(zhong)觀察到培養(yǎng)肉(rou)（CCM）質(zhì)構(gòu)(gou)特性增(zeng)強(qiáng)的現(xiàn)象(xiang)，可能是因(yin)為復(fù)(fu)合水凝膠支架(jia)與大量細(xì)胞(bao)實(shí)現(xiàn)了良好(hao)結(jié)合，相比之下(xia)，魚肉(rou)本身的(de)質(zhì)構(gòu)強(qiáng)度較弱(ruo)。

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