近日，浙江(jiang)大學生物系統(tǒng)(tong)工程與食品(pin)科學學院研究(jiu)人員在(zai)國際(ji)期刊(kan)《Sustainable Materials and Technologies》（中科院(yuan)二區(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(yan)究論文(wen)。在該論(lun)文中(zhong)，研究(jiu)人員利(li)用上海騰(teng)拔Universal TA國產(chǎn)質(zhì)構(gòu)儀(yi)用于測定培養(yǎng)(yang)肉支架(jia)的硬度、彈(dan)性、膠(jiao)粘性、咀嚼性和(he)回復性(xing)指標(biao)。

冷水魚細胞培(pei)養(yǎng)肉的生產(chǎn)面(mian)臨一項dute挑戰(zhàn)(zhan)：細胞生(sheng)長需要(yao)顯著較低的(de)培養(yǎng)溫度。為(wei)此，冷生(sheng)物打印用(yong)生物墨(mo)水需具備適宜(yi)的流(liu)變特性，以維(wei)持細胞(bao)活性。本研究開(kai)發(fā)了(le)一種新型復合(he)水凝膠生物(wu)墨水，其(qi)由溫水魚明(ming)膠（FG）與冷(leng)水魚明膠(jiao)（CFG）組成，經(jīng)優(yōu)化(hua)后可(ke)用于(yu)虹鱒魚(yu)肌肉(rou)衛(wèi)星細胞(bao)（rtMSCs）的低溫（<18°C）3D 生物(wu)打?。↙T-bio3DP）。研究團隊(dui)對該生物(wu)墨水的(de)結(jié)構(gòu)特性、流變(bian)特性及生(sheng)物特性進(jin)行了系統(tǒng)評估(gu)。結(jié)果表明，隨著(zhe) CFG 含量(liang)的增(zeng)加，凝膠化(hua)溫度從(cong) 20.11°C 降至 2.33°C；隨之而來(lai)的儲(chu)能模量與(yu)黏度降(jiang)低（同(tong)時親水性增強(qiang)），會對打印(yin)性能和細(xi)胞行為產(chǎn)生影(ying)響。研究確(que)定，4FG6CFG 水凝(ning)膠是 LT-bio3DP 的最佳(jia)組分，其在結(jié)(jie)構(gòu)穩(wěn)定性、擠出(chu)性能和細胞(bao)相容性方面(mian)達到平(ping)衡，能有效促進(jin)虹鱒魚肌(ji)肉衛(wèi)星細(xi)胞（rtMSCs）的增殖與肌(ji)源性分化。打印(yin)支架在(zai)長期培養(yǎng)過(guo)程中可保持形(xing)態(tài)穩(wěn)定(ding)，且其質(zhì)地硬度(du)與天然虹(hong)鱒魚肉組織(zhi)相當。綜(zong)上，本研究(jiu)為開發(fā)低溫(wen)生物打印技術(shù)(shu)及定制化細(xi)胞培養(yǎng)生物(wu)材料提供了創(chuàng)(chuang)新性策略。

圖 7. 4FG6CFG 支架(jia)與rtMSCs共培養(yǎng) 12 天(tian)后的質(zhì)構(gòu)(gou)特性分析（TPA），并(bing)與新(xin)鮮虹(hong)鱒魚(yu)肉對比。（A）虹鱒(zun)魚細(xi)胞培養(yǎng)肉（CCM）的(de)外觀。添加(jia)食用色素以(yi)模擬魚類組織(zhi)的天(tian)然顏(yan)色。（B）檢(jian)測有 / 無細胞時(shi)支架的硬(ying)度、彈性、膠黏(nian)性、咀嚼(jue)性和回復性。采(cai)用單(dan)因素(su)方差分(fen)析（One-way ANOVA）和鄧肯多(duo)重比較(jiao)檢驗(yan)（Duncan's test）對各(ge)組數(shù)據(jù)進(jin)行比較(jiao)。a–c 表示組間(jian)存在顯著差異(yi)（P < 0.05），樣本量 n = 3。

水凝膠支架的(de)質(zhì)構(gòu)特性對培(pei)養(yǎng)肉產(chǎn)品(pin)的整(zheng)體品質(zhì)(zhi)具有顯著(zhu)影響。本(ben)研究將培養(yǎng)肉(rou)模型的質(zhì)構(gòu)(gou)特性與新鮮(xian)虹鱒魚肉的質(zhì)(zhi)構(gòu)特性(xing)進行了對比(bi)。如圖 7A 所示，與(yu)空白支架(jia)相比，負載細(xi)胞的 4FG6CFG 支架(jia)在彈(dan)性、膠黏性和(he)咀嚼性方(fang)面均表(biao)現(xiàn)出顯著提升(sheng)，這可(ke)能是由于(yu)細胞外基質(zhì)蛋(dan)白的(de)積累所致。此外(wai)，盡管該支架在(zai)其他質(zhì)構(gòu)(gou)參數(shù)上與新(xin)鮮魚肉存(cun)在一定差(cha)異，但(dan)其硬度與(yu)新鮮魚肉相(xiang)近。在(zai)眾多針(zhen)對培養(yǎng)肉（CCM）的研(yan)究中(zhong)，天然肉類(lei)的質(zhì)構(gòu)特性(xing)通常(chang)強于培養(yǎng)肉(rou)。而本研(yan)究中觀察到培(pei)養(yǎng)肉（CCM）質(zhì)(zhi)構(gòu)特性增(zeng)強的(de)現(xiàn)象(xiang)，可能是(shi)因為復合水凝(ning)膠支架與(yu)大量細(xi)胞實現(xiàn)了(le)良好結(jié)(jie)合，相(xiang)比之下，魚肉本(ben)身的(de)質(zhì)構(gòu)強度(du)較弱。

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