近日，浙(zhe)江大學(xué)生物系(xi)統(tǒng)工程(cheng)與食品科學(xué)(xue)學(xué)院研究人員(yuan)在國際(ji)期刊《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。在該論(lun)文中，研(yan)究人員利用(yong)上海騰(teng)拔Universal TA國(guo)產(chǎn)質(zhì)構(gòu)(gou)儀用于測(ce)定培養(yǎng)(yang)肉支架的硬(ying)度、彈性(xing)、膠粘性、咀嚼性(xing)和回(hui)復(fù)性指標(biāo)。

冷水魚細(xì)胞培(pei)養(yǎng)肉的(de)生產(chǎn)面臨一項(xiàng)(xiang)dute挑戰(zhàn)：細(xì)(xi)胞生長需(xu)要顯著較(jiao)低的(de)培養(yǎng)溫度。為(wei)此，冷生物打(da)印用生物墨(mo)水需具備適宜(yi)的流變特性，以(yi)維持細(xì)(xi)胞活性(xing)。本研究開(kai)發(fā)了一(yi)種新型復(fù)(fu)合水凝膠生物(wu)墨水，其由溫(wen)水魚明膠（FG）與冷(leng)水魚明膠（CFG）組(zu)成，經(jīng)(jing)優(yōu)化后可(ke)用于虹鱒(zun)魚肌肉衛(wèi)星細(xì)(xi)胞（rtMSCs）的低溫（<18°C）3D 生物(wu)打印（LT-bio3DP）。研(yan)究團(tuán)隊(duì)對該(gai)生物墨水的結(jié)(jie)構(gòu)特性、流變(bian)特性及(ji)生物特(te)性進(jìn)行了系(xi)統(tǒng)評估。結(jié)果(guo)表明(ming)，隨著 CFG 含(han)量的(de)增加，凝膠化溫(wen)度從 20.11°C 降至(zhi) 2.33°C；隨之而來(lai)的儲能模(mo)量與黏度降低(di)（同時親水性增(zeng)強(qiáng)），會對打(da)印性能(neng)和細(xì)胞行(xing)為產(chǎn)(chan)生影響(xiang)。研究確定，4FG6CFG 水凝(ning)膠是 LT-bio3DP 的最佳組(zu)分，其在(zai)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、擠(ji)出性(xing)能和(he)細(xì)胞相容性(xing)方面達(dá)到平衡(heng)，能有效促進(jìn)(jin)虹鱒魚肌(ji)肉衛(wèi)星細(xì)(xi)胞（rtMSCs）的增殖與(yu)肌源性分(fen)化。打印支架在(zai)長期(qi)培養(yǎng)過程(cheng)中可(ke)保持形態(tài)穩(wěn)定(ding)，且其質(zhì)地硬(ying)度與天然(ran)虹鱒魚(yu)肉組(zu)織相當(dāng)。綜上，本(ben)研究為開(kai)發(fā)低溫(wen)生物打(da)印技術(shù)及(ji)定制化細(xì)胞培(pei)養(yǎng)生物材料提(ti)供了創(chuàng)新(xin)性策略(lve)。

圖 7. 4FG6CFG 支(zhi)架與(yu)rtMSCs共培養(yǎng) 12 天后的(de)質(zhì)構(gòu)特性(xing)分析(xi)（TPA），并與新鮮虹(hong)鱒魚肉對(dui)比。（A）虹(hong)鱒魚細(xì)胞(bao)培養(yǎng)肉（CCM）的外觀(guan)。添加食(shi)用色素以模(mo)擬魚類(lei)組織(zhi)的天然顏色(se)。（B）檢測有 / 無(wu)細(xì)胞時支架(jia)的硬(ying)度、彈(dan)性、膠(jiao)黏性、咀嚼性和(he)回復(fù)(fu)性。采用單因(yin)素方差(cha)分析(xi)（One-way ANOVA）和鄧肯多(duo)重比(bi)較檢驗(yàn)（Duncan's test）對各組(zu)數(shù)據(jù)進(jìn)行(xing)比較。a–c 表示組間(jian)存在顯著(zhu)差異（P < 0.05），樣(yang)本量(liang) n = 3。

水凝膠支架的(de)質(zhì)構(gòu)特性對培(pei)養(yǎng)肉產(chǎn)品的整(zheng)體品質(zhì)(zhi)具有顯著影響(xiang)。本研(yan)究將培養(yǎng)肉模(mo)型的質(zhì)構(gòu)特(te)性與新(xin)鮮虹(hong)鱒魚肉的質(zhì)構(gòu)(gou)特性進(jìn)行(xing)了對比(bi)。如圖 7A 所示(shi)，與空白支(zhi)架相比，負(fù)載細(xì)(xi)胞的 4FG6CFG 支架在彈(dan)性、膠黏性和咀(ju)嚼性(xing)方面均表(biao)現(xiàn)出顯著提(ti)升，這可能是由(you)于細(xì)胞外(wai)基質(zhì)蛋白(bai)的積累所致(zhi)。此外，盡管(guan)該支架在其(qi)他質(zhì)構(gòu)參數(shù)(shu)上與新鮮魚(yu)肉存(cun)在一定(ding)差異，但(dan)其硬度(du)與新鮮(xian)魚肉相近(jin)。在眾多針(zhen)對培(pei)養(yǎng)肉（CCM）的研究中(zhong)，天然肉(rou)類的質(zhì)構(gòu)特(te)性通常強(qiáng)于(yu)培養(yǎng)(yang)肉。而本研究中(zhong)觀察(cha)到培養(yǎng)(yang)肉（CCM）質(zhì)構(gòu)特性增(zeng)強(qiáng)的現(xiàn)象(xiang)，可能是因?yàn)?wei)復(fù)合水凝(ning)膠支架與大量(liang)細(xì)胞(bao)實(shí)現(xiàn)了良好結(jié)(jie)合，相(xiang)比之(zhi)下，魚(yu)肉本(ben)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