近日(ri)，浙江(jiang)大學(xué)生物系(xi)統(tǒng)工程與(yu)食品科(ke)學(xué)學(xué)院研(yan)究人(ren)員在國際期刊(kan)《Sustainable Materials and Technologies》（中科院二區(qū)(qu)，IF：9.2）發(fā)表了題為"Cold-temperature 3D bioprinting for cultured meat: A case of rainbow trout cell cultivtion"的研究論(lun)文。在該(gai)論文中，研(yan)究人員利(li)用上海騰拔Universal TA國(guo)產(chǎn)質(zhì)(zhi)構(gòu)儀用(yong)于測定培養(yǎng)(yang)肉支(zhi)架的硬度、彈(dan)性、膠粘(zhan)性、咀嚼性和(he)回復(fù)(fu)性指標(biāo)(biao)。

冷水魚細(xì)胞(bao)培養(yǎng)肉(rou)的生產(chǎn)面(mian)臨一項dute挑戰(zhàn)：細(xì)(xi)胞生(sheng)長需要顯(xian)著較低的培(pei)養(yǎng)溫度。為此，冷(leng)生物打印用生(sheng)物墨(mo)水需具備(bei)適宜的流變(bian)特性，以(yi)維持細(xì)胞活性(xing)。本研究開(kai)發(fā)了一種新(xin)型復(fù)(fu)合水凝膠(jiao)生物(wu)墨水，其由(you)溫水魚明(ming)膠（FG）與冷(leng)水魚(yu)明膠（CFG）組(zu)成，經(jīng)優(yōu)化(hua)后可(ke)用于(yu)虹鱒魚(yu)肌肉(rou)衛(wèi)星細(xì)胞（rtMSCs）的低(di)溫（<18°C）3D 生物打?。↙T-bio3DP）。研(yan)究團(tuán)隊(dui)對該(gai)生物墨(mo)水的(de)結(jié)構(gòu)特性、流(liu)變特性及(ji)生物(wu)特性進(jìn)行了(le)系統(tǒng)評(ping)估。結(jié)果表(biao)明，隨著 CFG 含量的(de)增加，凝(ning)膠化溫(wen)度從 20.11°C 降至 2.33°C；隨之(zhi)而來(lai)的儲能模(mo)量與(yu)黏度降低（同時(shi)親水性增強(qiáng)），會(hui)對打印性能(neng)和細(xì)胞(bao)行為產(chǎn)(chan)生影(ying)響。研究(jiu)確定，4FG6CFG 水凝(ning)膠是 LT-bio3DP 的最佳組(zu)分，其在結(jié)(jie)構(gòu)穩(wěn)定性(xing)、擠出性能和細(xì)(xi)胞相容性(xing)方面(mian)達(dá)到平衡，能(neng)有效促進(jìn)虹鱒(zun)魚肌肉衛(wèi)星(xing)細(xì)胞（rtMSCs）的(de)增殖與肌源性(xing)分化。打印(yin)支架在長(zhang)期培養(yǎng)過程中(zhong)可保持形態(tài)穩(wěn)(wen)定，且其(qi)質(zhì)地硬度與天(tian)然虹鱒魚肉(rou)組織(zhi)相當(dāng)。綜上(shang)，本研(yan)究為開(kai)發(fā)低溫生(sheng)物打(da)印技(ji)術(shù)及定制化(hua)細(xì)胞培養(yǎng)(yang)生物(wu)材料提(ti)供了創(chuàng)新性(xing)策略。

圖 7. 4FG6CFG 支架(jia)與rtMSCs共培養(yǎng)(yang) 12 天后的質(zhì)構(gòu)特(te)性分析（TPA），并與(yu)新鮮(xian)虹鱒魚(yu)肉對比。（A）虹鱒魚(yu)細(xì)胞培養(yǎng)(yang)肉（CCM）的外觀。添加(jia)食用色素以模(mo)擬魚類(lei)組織的天然(ran)顏色。（B）檢測(ce)有 / 無細(xì)胞時支(zhi)架的(de)硬度(du)、彈性、膠黏性、咀(ju)嚼性和回(hui)復(fù)性。采用(yong)單因素(su)方差分(fen)析（One-way ANOVA）和(he)鄧肯多重(zhong)比較檢驗(yan)（Duncan's test）對各組(zu)數(shù)據(jù)進(jìn)行(xing)比較。a–c 表(biao)示組間存在顯(xian)著差(cha)異（P < 0.05），樣本量 n = 3。

水凝(ning)膠支架的質(zhì)(zhi)構(gòu)特性對(dui)培養(yǎng)(yang)肉產(chǎn)品(pin)的整(zheng)體品質(zhì)具有(you)顯著影響(xiang)。本研(yan)究將培養(yǎng)(yang)肉模型的(de)質(zhì)構(gòu)特性與新(xin)鮮虹(hong)鱒魚(yu)肉的(de)質(zhì)構(gòu)特性(xing)進(jìn)行(xing)了對比。如(ru)圖 7A 所示(shi)，與空白支架相(xiang)比，負(fù)載細(xì)胞(bao)的 4FG6CFG 支(zhi)架在彈性、膠黏(nian)性和(he)咀嚼性方面(mian)均表現(xiàn)(xian)出顯著提升(sheng)，這可能是(shi)由于(yu)細(xì)胞外基質(zhì)蛋(dan)白的積(ji)累所致。此外(wai)，盡管該(gai)支架在其他(ta)質(zhì)構(gòu)參數(shù)(shu)上與(yu)新鮮魚肉存在(zai)一定差異，但(dan)其硬度與新鮮(xian)魚肉相(xiang)近。在眾多針對(dui)培養(yǎng)(yang)肉（CCM）的研究中(zhong)，天然肉類的質(zhì)(zhi)構(gòu)特性通常強(qiáng)(qiang)于培養(yǎng)肉。而本(ben)研究中觀察到(dao)培養(yǎng)肉（CCM）質(zhì)構(gòu)特(te)性增強(qiáng)(qiang)的現(xiàn)(xian)象，可(ke)能是因(yin)為復(fù)合水凝膠(jiao)支架與大量細(xì)(xi)胞實現(xiàn)了(le)良好結(jié)合(he)，相比(bi)之下，魚肉本(ben)身的質(zhì)(zhi)構(gòu)強(qiáng)度(du)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