近日，浙江大學(xue)生物系統(tǒng)(tong)工程與食(shi)品科學學(xue)院研究人員(yuan)在國際期刊《Sustainable Materials and Technologies》（中(zhong)科院二(er)區(qū)，IF：9.2）發(fā)表了題(ti)為"Cold-temperature 3D bioprinting for cultured meat: A case of rainbow trout cell cultivtion"的研(yan)究論文。在該(gai)論文中，研究(jiu)人員(yuan)利用上海騰拔(ba)Universal TA國產質(zhi)構儀用(yong)于測(ce)定培養(yǎng)肉支架(jia)的硬(ying)度、彈性、膠粘性(xing)、咀嚼性(xing)和回復性指(zhi)標。

冷水(shui)魚細胞培(pei)養(yǎng)肉的生產面(mian)臨一項(xiang)dute挑戰(zhàn)：細胞(bao)生長需(xu)要顯著(zhu)較低(di)的培養(yǎng)溫(wen)度。為(wei)此，冷生物打印(yin)用生物墨水需(xu)具備(bei)適宜的流(liu)變特性，以維持(chi)細胞(bao)活性。本研(yan)究開(kai)發(fā)了一種新(xin)型復合水凝膠(jiao)生物墨水(shui)，其由溫水魚明(ming)膠（FG）與冷(leng)水魚明膠（CFG）組成(cheng)，經優(yōu)化后可(ke)用于虹鱒魚肌(ji)肉衛(wèi)星(xing)細胞（rtMSCs）的低溫(wen)（<18°C）3D 生物打印（LT-bio3DP）。研(yan)究團(tuan)隊對(dui)該生物墨水(shui)的結(jie)構特性、流變特(te)性及生(sheng)物特性進(jin)行了系統(tǒng)評(ping)估。結果表明，隨(sui)著 CFG 含量的增加(jia)，凝膠(jiao)化溫度從 20.11°C 降(jiang)至 2.33°C；隨之而(er)來的(de)儲能模量與(yu)黏度(du)降低(di)（同時親(qin)水性增(zeng)強），會對(dui)打印性能和(he)細胞行為產生(sheng)影響。研(yan)究確定，4FG6CFG 水凝(ning)膠是 LT-bio3DP 的最佳(jia)組分(fen)，其在結(jie)構穩(wěn)定性、擠(ji)出性能(neng)和細胞(bao)相容性方面(mian)達到平衡(heng)，能有(you)效促進虹鱒魚(yu)肌肉衛(wèi)星(xing)細胞(bao)（rtMSCs）的增殖與肌(ji)源性分(fen)化。打印支架在(zai)長期培養(yǎng)過(guo)程中可(ke)保持形態(tài)穩(wěn)(wen)定，且其質地(di)硬度與天(tian)然虹(hong)鱒魚肉組織相(xiang)當。綜(zong)上，本(ben)研究為開發(fā)(fa)低溫生物打(da)印技術及(ji)定制化細(xi)胞培養(yǎng)生物材(cai)料提供了(le)創(chuàng)新性策略。

圖 7. 4FG6CFG 支架(jia)與rtMSCs共培養(yǎng) 12 天(tian)后的(de)質構特性分析(xi)（TPA），并與新鮮(xian)虹鱒魚(yu)肉對比(bi)。（A）虹鱒(zun)魚細胞培養(yǎng)(yang)肉（CCM）的外觀。添加(jia)食用(yong)色素以模(mo)擬魚(yu)類組織的天然(ran)顏色。（B）檢測有 / 無(wu)細胞時支(zhi)架的硬度(du)、彈性、膠黏(nian)性、咀嚼性和(he)回復性。采用單(dan)因素(su)方差(cha)分析（One-way ANOVA）和鄧肯多(duo)重比(bi)較檢驗(yan)（Duncan's test）對各組(zu)數據進行比(bi)較。a–c 表示組間(jian)存在顯(xian)著差異(yi)（P < 0.05），樣本量 n = 3。

水凝膠(jiao)支架的(de)質構特性對(dui)培養(yǎng)(yang)肉產(chan)品的整(zheng)體品(pin)質具有(you)顯著影響。本(ben)研究將培養(yǎng)(yang)肉模型的質構(gou)特性與新(xin)鮮虹鱒(zun)魚肉的質構(gou)特性進(jin)行了對比。如圖(tu) 7A 所示，與空白(bai)支架相比，負載(zai)細胞的 4FG6CFG 支架在(zai)彈性、膠黏性和(he)咀嚼性(xing)方面(mian)均表現出顯(xian)著提升，這可能(neng)是由于細胞外(wai)基質蛋(dan)白的積累所(suo)致。此外(wai)，盡管該支(zhi)架在(zai)其他質構參(can)數上與新(xin)鮮魚肉(rou)存在一定(ding)差異，但(dan)其硬度與新(xin)鮮魚肉相近(jin)。在眾多針對(dui)培養(yǎng)肉（CCM）的(de)研究中，天然(ran)肉類的質構特(te)性通常強(qiang)于培養(yǎng)肉。而本(ben)研究中觀察(cha)到培養(yǎng)肉（CCM）質構(gou)特性增(zeng)強的現象，可(ke)能是因(yin)為復合水凝(ning)膠支(zhi)架與大量(liang)細胞實(shi)現了(le)良好結合，相(xiang)比之下，魚肉(rou)本身的質構強(qiang)度較(jiao)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