近日，浙江大學(xué)(xue)生物系統(tǒng)(tong)工程(cheng)與食品(pin)科學(xué)學(xué)院研(yan)究人員在國(guo)際期刊《Sustainable Materials and Technologies》（中(zhong)科院二區(qū)(qu)，IF：9.2）發(fā)表了(le)題為"Cold-temperature 3D bioprinting for cultured meat: A case of rainbow trout cell cultivtion"的研究(jiu)論文。在該論文中(zhong)，研究人員(yuan)利用(yong)上海騰拔Universal TA國(guo)產(chǎn)質(zhì)構(gòu)儀用于(yu)測定(ding)培養(yǎng)肉支架(jia)的硬度、彈性、膠(jiao)粘性(xing)、咀嚼性(xing)和回復(fù)(fu)性指標(biāo)(biao)。

冷水魚細(xì)胞培(pei)養(yǎng)肉(rou)的生產(chǎn)面(mian)臨一項(xiàng)dute挑戰(zhàn)：細(xì)(xi)胞生長需(xu)要顯著較低(di)的培養(yǎng)(yang)溫度。為此(ci)，冷生物打印用(yong)生物墨水需具(ju)備適宜(yi)的流變特(te)性，以維持細(xì)(xi)胞活性。本研(yan)究開發(fā)了一(yi)種新型(xing)復(fù)合水(shui)凝膠生(sheng)物墨水，其由(you)溫水魚明膠(jiao)（FG）與冷水魚(yu)明膠(jiao)（CFG）組成，經(jīng)優(yōu)化后(hou)可用于虹(hong)鱒魚肌肉(rou)衛(wèi)星細(xì)(xi)胞（rtMSCs）的低(di)溫（<18°C）3D 生物(wu)打印(yin)（LT-bio3DP）。研究(jiu)團(tuán)隊(duì)(dui)對(duì)該生物墨水(shui)的結(jié)構(gòu)特性、流(liu)變特(te)性及(ji)生物特性(xing)進(jìn)行了(le)系統(tǒng)評(píng)估。結(jié)果(guo)表明，隨著(zhe) CFG 含量(liang)的增加(jia)，凝膠化(hua)溫度從 20.11°C 降(jiang)至 2.33°C；隨之而來(lai)的儲(chǔ)能模量(liang)與黏度降(jiang)低（同時(shí)(shi)親水性增強(qiáng)(qiang)），會(huì)對(duì)(dui)打印性能和細(xì)(xi)胞行為產(chǎn)(chan)生影響(xiang)。研究(jiu)確定，4FG6CFG 水凝(ning)膠是 LT-bio3DP 的最佳組(zu)分，其在結(jié)構(gòu)(gou)穩(wěn)定性、擠出(chu)性能和細(xì)(xi)胞相容性方面(mian)達(dá)到(dao)平衡，能有效促(cu)進(jìn)虹(hong)鱒魚肌肉(rou)衛(wèi)星細(xì)胞（rtMSCs）的增(zeng)殖與肌源性分(fen)化。打(da)印支架在長(zhang)期培(pei)養(yǎng)過程(cheng)中可(ke)保持形(xing)態(tài)穩(wěn)定(ding)，且其質(zhì)地硬(ying)度與天然(ran)虹鱒魚(yu)肉組(zu)織相(xiang)當(dāng)。綜上，本(ben)研究為開發(fā)低(di)溫生物打印技(ji)術(shù)及定制化(hua)細(xì)胞培養(yǎng)(yang)生物材料(liao)提供了創(chuàng)新(xin)性策略(lve)。

圖 7. 4FG6CFG 支架(jia)與rtMSCs共培(pei)養(yǎng) 12 天后的(de)質(zhì)構(gòu)(gou)特性分析（TPA），并與(yu)新鮮虹鱒魚肉(rou)對(duì)比。（A）虹(hong)鱒魚細(xì)胞(bao)培養(yǎng)肉（CCM）的外觀(guan)。添加(jia)食用色素(su)以模擬魚(yu)類組織的天(tian)然顏色。（B）檢(jian)測有 / 無細(xì)胞時(shí)(shi)支架的硬(ying)度、彈性、膠黏(nian)性、咀嚼(jue)性和回復(fù)(fu)性。采(cai)用單因(yin)素方差分(fen)析（One-way ANOVA）和(he)鄧肯多重比(bi)較檢驗(yàn)（Duncan's test）對(duì)各(ge)組數(shù)(shu)據(jù)進(jìn)行比較。a–c 表(biao)示組間存(cun)在顯(xian)著差異(yi)（P < 0.05），樣本(ben)量 n = 3。

水凝膠支架的(de)質(zhì)構(gòu)特性對(duì)培(pei)養(yǎng)肉產(chǎn)品的整(zheng)體品(pin)質(zhì)具有顯著(zhu)影響(xiang)。本研(yan)究將(jiang)培養(yǎng)肉模型的(de)質(zhì)構(gòu)特(te)性與新鮮虹(hong)鱒魚肉的質(zhì)構(gòu)(gou)特性進(jìn)行(xing)了對(duì)比。如圖(tu) 7A 所示，與空(kong)白支架相比，負(fù)(fu)載細(xì)胞的(de) 4FG6CFG 支架在彈性、膠(jiao)黏性和咀嚼性(xing)方面均表現(xiàn)(xian)出顯著(zhu)提升，這(zhe)可能(neng)是由于細(xì)胞外(wai)基質(zhì)蛋白(bai)的積累所(suo)致。此外，盡管該(gai)支架在其(qi)他質(zhì)構(gòu)參(can)數(shù)上與新鮮(xian)魚肉存在一定(ding)差異(yi)，但其硬(ying)度與新(xin)鮮魚(yu)肉相近。在眾多(duo)針對(duì)(dui)培養(yǎng)肉（CCM）的研究(jiu)中，天然肉類的(de)質(zhì)構(gòu)特性通(tong)常強(qiáng)于培養(yǎng)(yang)肉。而(er)本研(yan)究中(zhong)觀察到培養(yǎng)肉(rou)（CCM）質(zhì)構(gòu)(gou)特性(xing)增強(qiáng)的現(xiàn)(xian)象，可能(neng)是因?yàn)?wei)復(fù)合(he)水凝膠(jiao)支架與(yu)大量(liang)細(xì)胞實(shí)現(xiàn)了良(liang)好結(jié)合，相比之(zhi)下，魚肉本(ben)身的質(zhì)構(gòu)(gou)強(qiáng)度較弱。

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