近日，浙江大學(xué)(xue)生物(wu)系統(tǒng)工程與食(shi)品科學(xué)學(xué)院(yuan)研究人員在國(guo)際期刊《Sustainable Materials and Technologies》（中科院(yuan)二區(qū)(qu)，IF：9.2）發(fā)表(biao)了題為(wei)"Cold-temperature 3D bioprinting for cultured meat: A case of rainbow trout cell cultivtion"的研究論文。在該論文(wen)中，研究人員利(li)用上海騰拔Universal TA國(guo)產(chǎn)質(zhì)構(gòu)儀用于(yu)測(cè)定培(pei)養(yǎng)肉支架(jia)的硬度、彈性(xing)、膠粘性(xing)、咀嚼性(xing)和回復(fù)性(xing)指標(biāo)。

冷水魚細(xì)胞(bao)培養(yǎng)(yang)肉的生(sheng)產(chǎn)面臨一項(xiàng)(xiang)dute挑戰(zhàn)：細(xì)胞生長(zhang)需要顯(xian)著較低的(de)培養(yǎng)溫度(du)。為此(ci)，冷生(sheng)物打印用生物(wu)墨水需(xu)具備(bei)適宜的流(liu)變特性(xing)，以維持(chi)細(xì)胞活性。本(ben)研究開(kai)發(fā)了一(yi)種新型(xing)復(fù)合(he)水凝膠生(sheng)物墨水，其由(you)溫水魚明(ming)膠（FG）與冷水魚(yu)明膠（CFG）組成(cheng)，經(jīng)優(yōu)化后可(ke)用于虹鱒魚肌(ji)肉衛(wèi)星細(xì)胞(bao)（rtMSCs）的低溫（<18°C）3D 生物打(da)印（LT-bio3DP）。研究團(tuán)隊(duì)(dui)對(duì)該(gai)生物(wu)墨水的結(jié)構(gòu)(gou)特性、流變特性(xing)及生物(wu)特性進(jìn)(jin)行了(le)系統(tǒng)評(píng)估。結(jié)果(guo)表明，隨著 CFG 含量(liang)的增(zeng)加，凝膠化(hua)溫度從 20.11°C 降至 2.33°C；隨(sui)之而來(lai)的儲(chǔ)能模量與(yu)黏度降低(di)（同時(shí)親水(shui)性增強(qiáng)），會(huì)對(duì)(dui)打印性能(neng)和細(xì)胞行(xing)為產(chǎn)生影響。研(yan)究確定，4FG6CFG 水(shui)凝膠是(shi) LT-bio3DP 的最佳組分(fen)，其在結(jié)(jie)構(gòu)穩(wěn)(wen)定性、擠出性(xing)能和細(xì)(xi)胞相容性方(fang)面達(dá)(da)到平衡，能(neng)有效(xiao)促進(jìn)虹鱒魚肌(ji)肉衛(wèi)星細(xì)(xi)胞（rtMSCs）的增(zeng)殖與肌源性分(fen)化。打(da)印支架在(zai)長期培養(yǎng)過程(cheng)中可(ke)保持形態(tài)(tai)穩(wěn)定，且其質(zhì)地(di)硬度與(yu)天然虹(hong)鱒魚(yu)肉組織相當(dāng)(dang)。綜上，本研究為(wei)開發(fā)低溫生(sheng)物打印技術(shù)及(ji)定制化細(xì)(xi)胞培養(yǎng)生(sheng)物材(cai)料提供了創(chuàng)新(xin)性策略(lve)。

圖 7. 4FG6CFG 支架(jia)與rtMSCs共培養(yǎng) 12 天(tian)后的質(zhì)(zhi)構(gòu)特性(xing)分析（TPA），并與(yu)新鮮虹鱒魚肉(rou)對(duì)比。（A）虹鱒魚(yu)細(xì)胞培養(yǎng)肉(rou)（CCM）的外觀。添(tian)加食用色素(su)以模(mo)擬魚類(lei)組織的(de)天然(ran)顏色。（B）檢測(cè)有(you) / 無細(xì)胞時(shí)支架(jia)的硬度(du)、彈性、膠黏(nian)性、咀(ju)嚼性和回復(fù)(fu)性。采(cai)用單因素方(fang)差分析（One-way ANOVA）和鄧(deng)肯多重(zhong)比較(jiao)檢驗(yàn)（Duncan's test）對(duì)(dui)各組數(shù)據(jù)進(jìn)行(xing)比較(jiao)。a–c 表示組間存(cun)在顯(xian)著差異(yi)（P < 0.05），樣本量 n = 3。

水凝膠支(zhi)架的(de)質(zhì)構(gòu)特性對(duì)培(pei)養(yǎng)肉產(chǎn)品的(de)整體(ti)品質(zhì)具(ju)有顯(xian)著影響。本研(yan)究將培(pei)養(yǎng)肉(rou)模型的(de)質(zhì)構(gòu)特性與新(xin)鮮虹(hong)鱒魚肉的質(zhì)構(gòu)(gou)特性進(jìn)行了(le)對(duì)比。如圖 7A 所示(shi)，與空白支(zhi)架相比，負(fù)載細(xì)(xi)胞的(de) 4FG6CFG 支架(jia)在彈(dan)性、膠黏性和咀(ju)嚼性方面均(jun)表現(xiàn)出顯著提(ti)升，這可(ke)能是由于(yu)細(xì)胞外基(ji)質(zhì)蛋白的積(ji)累所致。此(ci)外，盡(jin)管該支架在(zai)其他質(zhì)(zhi)構(gòu)參數(shù)上與(yu)新鮮魚肉(rou)存在一定差異(yi)，但其硬度與(yu)新鮮魚(yu)肉相近(jin)。在眾(zhong)多針對(duì)培(pei)養(yǎng)肉（CCM）的研究(jiu)中，天然肉類(lei)的質(zhì)構(gòu)特(te)性通常強(qiáng)(qiang)于培養(yǎng)肉(rou)。而本研究中觀(guan)察到培(pei)養(yǎng)肉（CCM）質(zhì)構(gòu)特性(xing)增強(qiáng)(qiang)的現(xiàn)象(xiang)，可能(neng)是因?yàn)閺?fù)(fu)合水凝膠(jiao)支架與大量(liang)細(xì)胞(bao)實(shí)現(xiàn)了(le)良好結(jié)合，相(xiang)比之下，魚肉(rou)本身的質(zhì)(zhi)構(gòu)強(qiáng)度較弱(ruo)。

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