近日，浙江大(da)學(xué)生(sheng)物系統(tǒng)工程與(yu)食品科學(xué)(xue)學(xué)院(yuan)研究人員在國(guo)際期(qi)刊《Sustainable Materials and Technologies》（中科院二區(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(jiu)論文(wen)。在該論文中(zhong)，研究人員利(li)用上海騰拔Universal TA國(guo)產(chǎn)質(zhì)構(gòu)儀用(yong)于測定培養(yǎng)(yang)肉支架的硬(ying)度、彈性(xing)、膠粘性、咀嚼(jue)性和回復(fù)性(xing)指標(biāo)。

冷水魚細(xì)胞培(pei)養(yǎng)肉(rou)的生產(chǎn)面臨一(yi)項(xiàng)dute挑戰(zhàn)：細(xì)(xi)胞生長需要(yao)顯著較低(di)的培養(yǎng)溫度(du)。為此(ci)，冷生物打印用(yong)生物(wu)墨水需具備適(shi)宜的流(liu)變特性(xing)，以維(wei)持細(xì)胞(bao)活性。本(ben)研究開發(fā)了一(yi)種新型(xing)復(fù)合水凝(ning)膠生物(wu)墨水，其由(you)溫水魚明(ming)膠（FG）與(yu)冷水魚明膠(jiao)（CFG）組成(cheng)，經(jīng)優(yōu)化后可(ke)用于虹鱒魚肌(ji)肉衛(wèi)(wei)星細(xì)胞（rtMSCs）的(de)低溫(wen)（<18°C）3D 生物打印(yin)（LT-bio3DP）。研究團(tuán)隊(duì)(dui)對該(gai)生物墨水的結(jié)(jie)構(gòu)特性、流變特(te)性及生(sheng)物特性進(jìn)行(xing)了系統(tǒng)評估(gu)。結(jié)果表明，隨(sui)著 CFG 含量(liang)的增加，凝膠化(hua)溫度從 20.11°C 降(jiang)至 2.33°C；隨之而(er)來的儲(chǔ)能模(mo)量與黏度(du)降低（同時(shí)親水(shui)性增強(qiáng)），會(huì)對打(da)印性能和細(xì)胞(bao)行為產(chǎn)生(sheng)影響(xiang)。研究確定(ding)，4FG6CFG 水凝膠是 LT-bio3DP 的最(zui)佳組分，其在結(jié)(jie)構(gòu)穩(wěn)(wen)定性、擠出性(xing)能和細(xì)胞(bao)相容性(xing)方面達(dá)到平衡(heng)，能有效促進(jìn)(jin)虹鱒魚(yu)肌肉衛(wèi)(wei)星細(xì)胞（rtMSCs）的增(zeng)殖與(yu)肌源性分化(hua)。打印支架在長(zhang)期培養(yǎng)過程中(zhong)可保持(chi)形態(tài)穩(wěn)定，且其(qi)質(zhì)地硬度與(yu)天然虹鱒魚肉(rou)組織相(xiang)當(dāng)。綜上，本研(yan)究為開發(fā)低溫(wen)生物打(da)印技術(shù)及定制(zhi)化細(xì)胞培養(yǎng)生(sheng)物材料提(ti)供了創(chuàng)(chuang)新性策(ce)略。

圖 7. 4FG6CFG 支架(jia)與rtMSCs共(gong)培養(yǎng) 12 天后的(de)質(zhì)構(gòu)特性分(fen)析（TPA），并與(yu)新鮮虹鱒魚(yu)肉對比(bi)。（A）虹鱒魚細(xì)胞培(pei)養(yǎng)肉（CCM）的外觀。添(tian)加食(shi)用色素以(yi)模擬(ni)魚類組(zu)織的(de)天然顏色。（B）檢測(ce)有 / 無(wu)細(xì)胞時(shí)支架(jia)的硬(ying)度、彈性(xing)、膠黏性、咀嚼性(xing)和回復(fù)性。采用(yong)單因素方差(cha)分析（One-way ANOVA）和鄧(deng)肯多重(zhong)比較檢驗(yàn)(yan)（Duncan's test）對各組(zu)數(shù)據(jù)進(jìn)行(xing)比較。a–c 表示組間(jian)存在顯(xian)著差(cha)異（P < 0.05），樣(yang)本量 n = 3。

水凝膠支架的(de)質(zhì)構(gòu)特性對(dui)培養(yǎng)肉產(chǎn)品的(de)整體品質(zhì)具有(you)顯著(zhu)影響。本研(yan)究將培(pei)養(yǎng)肉模(mo)型的(de)質(zhì)構(gòu)特(te)性與新鮮(xian)虹鱒魚(yu)肉的質(zhì)構(gòu)(gou)特性進(jìn)(jin)行了(le)對比。如圖(tu) 7A 所示(shi)，與空白(bai)支架相比，負(fù)載(zai)細(xì)胞的(de) 4FG6CFG 支架在彈性(xing)、膠黏性和咀嚼(jue)性方(fang)面均表現(xiàn)出(chu)顯著提升，這(zhe)可能是由于(yu)細(xì)胞外基質(zhì)(zhi)蛋白的(de)積累所(suo)致。此(ci)外，盡管該支架(jia)在其他質(zhì)(zhi)構(gòu)參(can)數(shù)上與(yu)新鮮魚(yu)肉存在一(yi)定差(cha)異，但其硬度與(yu)新鮮魚(yu)肉相近(jin)。在眾多針(zhen)對培(pei)養(yǎng)肉（CCM）的研究中(zhong)，天然肉類(lei)的質(zhì)構(gòu)特(te)性通常強(qiáng)于培(pei)養(yǎng)肉。而本研究(jiu)中觀(guan)察到培養(yǎng)肉(rou)（CCM）質(zhì)構(gòu)特性(xing)增強(qiáng)的(de)現(xiàn)象，可能是因(yin)為復(fù)合(he)水凝膠支架與(yu)大量細(xì)胞實(shí)現(xiàn)(xian)了良好結(jié)(jie)合，相比之下(xia)，魚肉本身的(de)質(zhì)構(gòu)強(qiáng)度較(jiao)弱。

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