近日，浙江大學(xué)(xue)生物系統(tǒng)工(gong)程與食品科學(xué)(xue)學(xué)院研(yan)究人(ren)員在(zai)國際期(qi)刊《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(jiu)論文(wen)。在該論文中(zhong)，研究人(ren)員利(li)用上(shang)海騰拔Universal TA國產(chǎn)質(zhì)(zhi)構(gòu)儀用(yong)于測(ce)定培養(yǎng)肉(rou)支架(jia)的硬度、彈性、膠(jiao)粘性、咀嚼性(xing)和回復(fù)性指(zhi)標(biāo)。

冷水魚細胞培(pei)養(yǎng)肉的(de)生產(chǎn)面臨一(yi)項dute挑(tiao)戰(zhàn)：細胞生長(zhang)需要顯著(zhu)較低(di)的培養(yǎng)溫度。為(wei)此，冷生物(wu)打印用生物(wu)墨水(shui)需具備適宜(yi)的流變特性，以(yi)維持(chi)細胞活(huo)性。本研究開(kai)發(fā)了(le)一種新型復(fù)合(he)水凝膠生物(wu)墨水(shui)，其由溫水(shui)魚明膠（FG）與(yu)冷水魚明(ming)膠（CFG）組成(cheng)，經(jīng)優(yōu)化后可(ke)用于虹鱒魚(yu)肌肉衛(wèi)星細(xi)胞（rtMSCs）的(de)低溫（<18°C）3D 生物(wu)打?。↙T-bio3DP）。研究團(tuan)隊對(dui)該生物(wu)墨水的結(jié)構(gòu)(gou)特性、流變(bian)特性及生物特(te)性進行了系(xi)統(tǒng)評估。結(jié)果(guo)表明(ming)，隨著 CFG 含量(liang)的增加(jia)，凝膠化溫度從(cong) 20.11°C 降至(zhi) 2.33°C；隨之而來的(de)儲能模量(liang)與黏(nian)度降低（同(tong)時親水(shui)性增強），會對(dui)打印性(xing)能和(he)細胞(bao)行為產(chǎn)生(sheng)影響。研究(jiu)確定，4FG6CFG 水凝膠是(shi) LT-bio3DP 的最佳組分(fen)，其在結(jié)構(gòu)(gou)穩(wěn)定性(xing)、擠出性(xing)能和細胞相容(rong)性方(fang)面達到平衡，能(neng)有效促進(jin)虹鱒(zun)魚肌肉衛(wèi)(wei)星細胞（rtMSCs）的增(zeng)殖與肌源性分(fen)化。打(da)印支架在(zai)長期培(pei)養(yǎng)過(guo)程中(zhong)可保持(chi)形態(tài)穩(wěn)定，且其(qi)質(zhì)地硬(ying)度與(yu)天然虹鱒魚肉(rou)組織相當(dāng)。綜上(shang)，本研究為開發(fā)(fa)低溫生(sheng)物打印技術(shù)及(ji)定制(zhi)化細胞培養(yǎng)生(sheng)物材料提供(gong)了創(chuàng)(chuang)新性策略。

圖 7. 4FG6CFG 支架與rtMSCs共培(pei)養(yǎng) 12 天后的質(zhì)構(gòu)(gou)特性分析(xi)（TPA），并與新鮮虹鱒(zun)魚肉對(dui)比。（A）虹(hong)鱒魚細胞(bao)培養(yǎng)肉(rou)（CCM）的外(wai)觀。添加食(shi)用色(se)素以模擬魚(yu)類組織的天然(ran)顏色。（B）檢(jian)測有 / 無細(xi)胞時支(zhi)架的硬度、彈(dan)性、膠黏性、咀嚼(jue)性和回復(fù)性(xing)。采用單(dan)因素(su)方差分析(xi)（One-way ANOVA）和鄧(deng)肯多重比較(jiao)檢驗(yan)（Duncan's test）對各(ge)組數(shù)據(jù)進(jin)行比較。a–c 表(biao)示組間存在(zai)顯著差(cha)異（P < 0.05），樣本量(liang) n = 3。

水凝(ning)膠支架的質(zhì)(zhi)構(gòu)特性對(dui)培養(yǎng)肉產(chǎn)品的(de)整體品質(zhì)(zhi)具有顯著(zhu)影響(xiang)。本研究將培養(yǎng)(yang)肉模型的質(zhì)構(gòu)(gou)特性與新鮮虹(hong)鱒魚(yu)肉的質(zhì)構(gòu)特(te)性進(jin)行了對比(bi)。如圖 7A 所(suo)示，與空白(bai)支架相比(bi)，負載細胞的(de) 4FG6CFG 支架(jia)在彈性、膠(jiao)黏性(xing)和咀嚼性(xing)方面均表現(xiàn)(xian)出顯著提(ti)升，這可能是(shi)由于細胞(bao)外基質(zhì)蛋白的(de)積累(lei)所致。此外(wai)，盡管(guan)該支架在其他(ta)質(zhì)構(gòu)參數(shù)(shu)上與(yu)新鮮(xian)魚肉存(cun)在一定差異(yi)，但其硬度(du)與新鮮魚肉(rou)相近。在眾(zhong)多針對培(pei)養(yǎng)肉（CCM）的研(yan)究中，天然肉類(lei)的質(zhì)構(gòu)(gou)特性通(tong)常強于培養(yǎng)(yang)肉。而(er)本研究中觀(guan)察到培(pei)養(yǎng)肉（CCM）質(zhì)(zhi)構(gòu)特性增(zeng)強的現(xiàn)象，可(ke)能是因為(wei)復(fù)合水凝膠(jiao)支架與大量(liang)細胞實(shi)現(xiàn)了良好結(jié)(jie)合，相比之下，魚(yu)肉本(ben)身的質(zhì)構(gòu)(gou)強度較弱。

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