近日，浙(zhe)江大(da)學生物系統(tǒng)(tong)工程與食品(pin)科學學院研(yan)究人員在(zai)國際期刊《Sustainable Materials and Technologies》（中(zhong)科院二區(qū)(qu)，IF：9.2）發(fā)表(biao)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(gai)論文中，研(yan)究人(ren)員利(li)用上海騰拔Universal TA國(guo)產(chǎn)質(zhì)構(gòu)(gou)儀用于測定(ding)培養(yǎng)肉支(zhi)架的(de)硬度(du)、彈性、膠粘性(xing)、咀嚼(jue)性和(he)回復(fù)(fu)性指標。

冷水魚細(xi)胞培(pei)養(yǎng)肉(rou)的生產(chǎn)面(mian)臨一項dute挑戰(zhàn)：細(xi)胞生(sheng)長需要顯著較(jiao)低的(de)培養(yǎng)(yang)溫度。為此，冷(leng)生物打印用(yong)生物墨水需(xu)具備適(shi)宜的流(liu)變特性，以(yi)維持細(xi)胞活性。本(ben)研究開發(fā)了(le)一種新(xin)型復(fù)(fu)合水凝膠生物(wu)墨水，其由溫(wen)水魚明膠（FG）與(yu)冷水(shui)魚明膠(jiao)（CFG）組成，經(jīng)優(yōu)化后(hou)可用(yong)于虹鱒魚肌(ji)肉衛(wèi)星細胞(bao)（rtMSCs）的低(di)溫（<18°C）3D 生(sheng)物打(da)?。↙T-bio3DP）。研究團隊(dui)對該生物(wu)墨水的結(jié)構(gòu)(gou)特性、流變特性(xing)及生(sheng)物特性進行(xing)了系統(tǒng)評估(gu)。結(jié)果表明，隨著(zhe) CFG 含量的增加(jia)，凝膠(jiao)化溫度從(cong) 20.11°C 降至 2.33°C；隨(sui)之而來的(de)儲能(neng)模量與(yu)黏度降低(di)（同時親(qin)水性增強），會(hui)對打印性(xing)能和細胞行(xing)為產(chǎn)生(sheng)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)構(gòu)穩(wěn)定(ding)性、擠出性能(neng)和細胞相容性(xing)方面達到平衡(heng)，能有效促進虹(hong)鱒魚肌肉衛(wèi)(wei)星細胞（rtMSCs）的增(zeng)殖與肌源性分(fen)化。打印支(zhi)架在長期培(pei)養(yǎng)過程中可(ke)保持形態(tài)穩(wěn)定(ding)，且其質(zhì)(zhi)地硬(ying)度與(yu)天然虹鱒魚(yu)肉組織相(xiang)當。綜上，本研(yan)究為開發(fā)低(di)溫生物打印技(ji)術(shù)及定(ding)制化細胞(bao)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)構(gòu)特(te)性分析(xi)（TPA），并與(yu)新鮮(xian)虹鱒(zun)魚肉對比(bi)。（A）虹鱒魚(yu)細胞(bao)培養(yǎng)肉(rou)（CCM）的外觀。添加(jia)食用色素以(yi)模擬魚類(lei)組織(zhi)的天然顏色(se)。（B）檢測有 / 無細胞(bao)時支架的(de)硬度(du)、彈性、膠(jiao)黏性、咀(ju)嚼性和回復(fù)(fu)性。采用(yong)單因素方(fang)差分析(xi)（One-way ANOVA）和鄧肯多(duo)重比(bi)較檢驗（Duncan's test）對各組(zu)數(shù)據(jù)進行(xing)比較。a–c 表示組間(jian)存在顯著差異(yi)（P < 0.05），樣本量(liang) n = 3。

水凝膠支架(jia)的質(zhì)構(gòu)特性(xing)對培養(yǎng)肉產(chǎn)品(pin)的整體品質(zhì)具(ju)有顯(xian)著影響。本研(yan)究將(jiang)培養(yǎng)(yang)肉模(mo)型的質(zhì)構(gòu)特性(xing)與新鮮虹鱒(zun)魚肉的質(zhì)構(gòu)特(te)性進行了對(dui)比。如圖 7A 所示，與(yu)空白支(zhi)架相比，負載(zai)細胞的 4FG6CFG 支架(jia)在彈性、膠黏(nian)性和(he)咀嚼性方面均(jun)表現(xiàn)出(chu)顯著提升，這可(ke)能是(shi)由于細胞外基(ji)質(zhì)蛋(dan)白的(de)積累所致。此(ci)外，盡管該支(zhi)架在其(qi)他質(zhì)構(gòu)(gou)參數(shù)上與新(xin)鮮魚肉存(cun)在一(yi)定差異，但其硬(ying)度與新鮮(xian)魚肉(rou)相近(jin)。在眾多針對培(pei)養(yǎng)肉（CCM）的研究中(zhong)，天然肉(rou)類的質(zhì)構(gòu)(gou)特性通常(chang)強于培養(yǎng)(yang)肉。而(er)本研究中(zhong)觀察到(dao)培養(yǎng)肉（CCM）質(zhì)構(gòu)特(te)性增(zeng)強的現(xiàn)象，可能(neng)是因為(wei)復(fù)合水(shui)凝膠支架(jia)與大量細胞(bao)實現(xiàn)了良好(hao)結(jié)合(he)，相比(bi)之下，魚肉本身(shen)的質(zhì)構(gòu)強度(du)較弱(ruo)。

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