近日，浙江(jiang)大學(xué)生(sheng)物系統(tǒng)工程(cheng)與食(shi)品科(ke)學(xué)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)表了(le)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，研(yan)究人(ren)員利用上(shang)海騰拔Universal TA國產(chǎn)(chan)質(zhì)構(gòu)(gou)儀用于測定(ding)培養(yǎng)肉(rou)支架的硬(ying)度、彈性、膠(jiao)粘性、咀嚼(jue)性和回(hui)復(fù)性(xing)指標(biāo)(biao)。

冷水魚細(xì)(xi)胞培養(yǎng)肉的(de)生產(chǎn)面臨(lin)一項(xiàng)dute挑戰(zhàn)：細(xì)胞(bao)生長需要顯著(zhu)較低的培(pei)養(yǎng)溫(wen)度。為此(ci)，冷生物打印用(yong)生物墨(mo)水需(xu)具備適(shi)宜的流變(bian)特性，以維持(chi)細(xì)胞活性。本研(yan)究開(kai)發(fā)了一種新型(xing)復(fù)合水凝膠生(sheng)物墨(mo)水，其由溫(wen)水魚明膠(jiao)（FG）與冷水魚明(ming)膠（CFG）組成，經(jīng)(jing)優(yōu)化后可(ke)用于(yu)虹鱒魚(yu)肌肉(rou)衛(wèi)星細(xì)(xi)胞（rtMSCs）的低(di)溫（<18°C）3D 生(sheng)物打印(yin)（LT-bio3DP）。研究(jiu)團(tuán)隊(duì)對該生(sheng)物墨水的結(jié)構(gòu)(gou)特性、流變特(te)性及生物特(te)性進(jìn)行了系(xi)統(tǒng)評估。結(jié)果(guo)表明，隨著 CFG 含(han)量的(de)增加，凝膠化(hua)溫度從 20.11°C 降(jiang)至 2.33°C；隨之而(er)來的儲能模(mo)量與黏度降低(di)（同時(shí)(shi)親水(shui)性增強(qiáng)(qiang)），會對打印性能(neng)和細(xì)胞行(xing)為產(chǎn)生影(ying)響。研究確定(ding)，4FG6CFG 水凝膠是 LT-bio3DP 的(de)最佳組(zu)分，其在結(jié)構(gòu)(gou)穩(wěn)定性、擠出(chu)性能(neng)和細(xì)(xi)胞相容(rong)性方面達(dá)到平(ping)衡，能有效促進(jìn)(jin)虹鱒(zun)魚肌肉衛(wèi)(wei)星細(xì)胞（rtMSCs）的增(zeng)殖與肌源性分(fen)化。打印(yin)支架在(zai)長期培養(yǎng)過(guo)程中(zhong)可保持形態(tài)(tai)穩(wěn)定，且(qie)其質(zhì)地(di)硬度與(yu)天然虹鱒(zun)魚肉組(zu)織相(xiang)當(dāng)。綜上，本(ben)研究為(wei)開發(fā)低溫生(sheng)物打(da)印技術(shù)及定(ding)制化細(xì)(xi)胞培養(yǎng)生物材(cai)料提供了創(chuàng)(chuang)新性(xing)策略。

圖 7. 4FG6CFG 支架(jia)與rtMSCs共培養(yǎng) 12 天(tian)后的質(zhì)(zhi)構(gòu)特性分析（TPA），并(bing)與新鮮虹鱒(zun)魚肉(rou)對比(bi)。（A）虹鱒魚細(xì)胞(bao)培養(yǎng)肉（CCM）的外(wai)觀。添加(jia)食用色素以模(mo)擬魚類組織的(de)天然(ran)顏色。（B）檢測有 / 無(wu)細(xì)胞時(shí)支架(jia)的硬度(du)、彈性、膠(jiao)黏性、咀嚼(jue)性和回復(fù)性(xing)。采用(yong)單因素方差分(fen)析（One-way ANOVA）和鄧(deng)肯多(duo)重比較(jiao)檢驗(yàn)(yan)（Duncan's test）對各組數(shù)(shu)據(jù)進(jìn)行(xing)比較。a–c 表示(shi)組間存(cun)在顯著差異（P < 0.05），樣(yang)本量 n = 3。

水凝膠支架(jia)的質(zhì)構(gòu)(gou)特性對培養(yǎng)肉(rou)產(chǎn)品的整體(ti)品質(zhì)(zhi)具有顯著影響(xiang)。本研究(jiu)將培(pei)養(yǎng)肉模型的質(zhì)(zhi)構(gòu)特性(xing)與新鮮虹鱒(zun)魚肉的(de)質(zhì)構(gòu)特性(xing)進(jìn)行(xing)了對比。如(ru)圖 7A 所示，與空白(bai)支架相比，負(fù)載(zai)細(xì)胞(bao)的 4FG6CFG 支架(jia)在彈性、膠黏性(xing)和咀(ju)嚼性(xing)方面(mian)均表現(xiàn)(xian)出顯(xian)著提升，這可(ke)能是由于細(xì)胞(bao)外基質(zhì)蛋白的(de)積累所致。此(ci)外，盡管該支(zhi)架在其他(ta)質(zhì)構(gòu)參數(shù)上與(yu)新鮮魚肉(rou)存在一定差(cha)異，但其硬(ying)度與新(xin)鮮魚肉相近(jin)。在眾多針對培(pei)養(yǎng)肉（CCM）的研究(jiu)中，天然(ran)肉類(lei)的質(zhì)構(gòu)特性(xing)通常強(qiáng)(qiang)于培(pei)養(yǎng)肉。而本研究(jiu)中觀察到培(pei)養(yǎng)肉（CCM）質(zhì)構(gòu)(gou)特性增強(qiáng)的現(xiàn)(xian)象，可能是因(yin)為復(fù)(fu)合水凝膠支(zhi)架與大量(liang)細(xì)胞實(shí)(shi)現(xiàn)了良好(hao)結(jié)合(he)，相比之下，魚肉(rou)本身的(de)質(zhì)構(gòu)(gou)強(qiáng)度較弱。

參考(kao)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