近日，浙(zhe)江大學(xué)(xue)生物系(xi)統(tǒng)工程與(yu)食品科學(xué)學(xué)(xue)院研究人員在(zai)國際期刊(kan)《Sustainable Materials and Technologies》（中科院二(er)區(qū)，IF：9.2）發(fā)表了題為(wei)"Cold-temperature 3D bioprinting for cultured meat: A case of rainbow trout cell cultivtion"的研究論文(wen)。在該論文中(zhong)，研究人(ren)員利用上海騰(teng)拔Universal TA國產(chǎn)(chan)質(zhì)構(gòu)儀用于測(ce)定培(pei)養(yǎng)肉支(zhi)架的硬度(du)、彈性、膠粘性、咀(ju)嚼性(xing)和回復(fù)(fu)性指(zhi)標(biāo)。

冷水魚細胞培(pei)養(yǎng)肉(rou)的生(sheng)產(chǎn)面臨一項dute挑(tiao)戰(zhàn)：細胞(bao)生長需要顯著(zhu)較低的培(pei)養(yǎng)溫度。為此，冷(leng)生物(wu)打印用生物墨(mo)水需具(ju)備適宜(yi)的流(liu)變特性，以(yi)維持細胞(bao)活性。本研(yan)究開發(fā)了(le)一種新型(xing)復(fù)合水(shui)凝膠生物墨(mo)水，其由溫(wen)水魚明(ming)膠（FG）與冷水(shui)魚明膠（CFG）組成(cheng)，經(jīng)優(yōu)化后(hou)可用于(yu)虹鱒魚肌(ji)肉衛(wèi)星(xing)細胞（rtMSCs）的低(di)溫（<18°C）3D 生物打(da)?。↙T-bio3DP）。研究團(tuan)隊對該生物墨(mo)水的結(jié)(jie)構(gòu)特性、流(liu)變特性及(ji)生物(wu)特性進行了(le)系統(tǒng)評估(gu)。結(jié)果表明(ming)，隨著 CFG 含量的(de)增加，凝膠化(hua)溫度從 20.11°C 降至 2.33°C；隨(sui)之而來的儲能(neng)模量(liang)與黏度(du)降低（同時(shi)親水性增(zeng)強），會對打印性(xing)能和細胞行為(wei)產(chǎn)生影響。研究(jiu)確定(ding)，4FG6CFG 水凝膠是(shi) LT-bio3DP 的最佳組分(fen)，其在結(jié)(jie)構(gòu)穩(wěn)定性、擠(ji)出性能和(he)細胞相容性方(fang)面達到平衡(heng)，能有效促(cu)進虹鱒魚肌(ji)肉衛(wèi)(wei)星細胞（rtMSCs）的增(zeng)殖與肌(ji)源性(xing)分化。打印支架(jia)在長期培養(yǎng)過(guo)程中可保持形(xing)態(tài)穩(wěn)定(ding)，且其質(zhì)地(di)硬度與天(tian)然虹鱒魚(yu)肉組織相當(dāng)(dang)。綜上，本(ben)研究為開發(fā)(fa)低溫生物打印(yin)技術(shù)(shu)及定制(zhi)化細胞(bao)培養(yǎng)生物(wu)材料提供(gong)了創(chuàng)新性策(ce)略。

圖 7. 4FG6CFG 支架與rtMSCs共培(pei)養(yǎng) 12 天(tian)后的質(zhì)構(gòu)特性(xing)分析（TPA），并(bing)與新鮮虹鱒魚(yu)肉對(dui)比。（A）虹鱒魚(yu)細胞培養(yǎng)(yang)肉（CCM）的外觀(guan)。添加食用色素(su)以模擬(ni)魚類組(zu)織的(de)天然顏色。（B）檢測(ce)有 / 無細胞時(shi)支架(jia)的硬度(du)、彈性、膠黏性、咀(ju)嚼性和回(hui)復(fù)性。采用單因(yin)素方差(cha)分析（One-way ANOVA）和鄧肯多(duo)重比較(jiao)檢驗(yan)（Duncan's test）對各組數(shù)據(jù)(ju)進行(xing)比較(jiao)。a–c 表示(shi)組間存在顯(xian)著差異（P < 0.05），樣本(ben)量 n = 3。

水凝膠支架(jia)的質(zhì)構(gòu)特性對(dui)培養(yǎng)肉(rou)產(chǎn)品的(de)整體品質(zhì)具有(you)顯著影響。本研(yan)究將(jiang)培養(yǎng)(yang)肉模(mo)型的質(zhì)構(gòu)(gou)特性與新鮮(xian)虹鱒魚肉(rou)的質(zhì)構(gòu)特性(xing)進行了(le)對比。如圖 7A 所(suo)示，與空(kong)白支架相比(bi)，負載細胞的(de) 4FG6CFG 支架在彈性、膠(jiao)黏性和咀(ju)嚼性方(fang)面均表現(xiàn)出顯(xian)著提升，這(zhe)可能是由于(yu)細胞外基質(zhì)蛋(dan)白的積累所致(zhi)。此外，盡管(guan)該支架在其他(ta)質(zhì)構(gòu)參數(shù)上(shang)與新鮮(xian)魚肉(rou)存在一(yi)定差(cha)異，但(dan)其硬(ying)度與(yu)新鮮魚肉相(xiang)近。在眾多針對(dui)培養(yǎng)肉（CCM）的研究(jiu)中，天然肉(rou)類的質(zhì)構(gòu)特(te)性通(tong)常強于培養(yǎng)肉(rou)。而本研究(jiu)中觀察到培養(yǎng)(yang)肉（CCM）質(zhì)構(gòu)特(te)性增強的現(xiàn)象(xiang)，可能(neng)是因為復(fù)合水(shui)凝膠支架與(yu)大量細胞(bao)實現(xiàn)了(le)良好結(jié)合，相比(bi)之下，魚肉本身(shen)的質(zhì)(zhi)構(gòu)強(qiang)度較弱。

參考文(wen)獻：Zhaojing Huang, et al. Cold-temperature 3D bioprinting for cultured meat: A case of rainbow trout cell cultivtion. Sustainable Materials and Technologies, 2025