近日(ri)，浙江大學(xue)生物系統(tǒng)工程(cheng)與食品科學學(xue)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(yan)究論文。在該論文中，研(yan)究人(ren)員利用(yong)上海(hai)騰拔Universal TA國產(chǎn)質(zhì)(zhi)構(gòu)儀用(yong)于測定(ding)培養(yǎng)肉(rou)支架的(de)硬度、彈(dan)性、膠粘性、咀嚼(jue)性和(he)回復(fù)性指標(biao)。

冷水魚細胞(bao)培養(yǎng)肉的(de)生產(chǎn)面(mian)臨一項dute挑戰(zhàn)(zhan)：細胞生長需(xu)要顯著較(jiao)低的培養(yǎng)(yang)溫度(du)。為此，冷(leng)生物(wu)打印用(yong)生物(wu)墨水需具備適(shi)宜的流變特性(xing)，以維持細胞活(huo)性。本(ben)研究開發(fā)了(le)一種新(xin)型復(fù)合水(shui)凝膠生物(wu)墨水，其由溫水(shui)魚明膠（FG）與(yu)冷水魚明(ming)膠（CFG）組成(cheng)，經(jīng)優(yōu)化后可(ke)用于虹鱒魚肌(ji)肉衛(wèi)星細胞(bao)（rtMSCs）的低溫（<18°C）3D 生(sheng)物打印(yin)（LT-bio3DP）。研究團(tuan)隊對該(gai)生物墨水(shui)的結(jié)構(gòu)特(te)性、流變特性及(ji)生物特性進行(xing)了系統(tǒng)(tong)評估。結(jié)(jie)果表明(ming)，隨著(zhe) CFG 含量的增加，凝(ning)膠化溫度從 20.11°C 降(jiang)至 2.33°C；隨(sui)之而(er)來的儲能模(mo)量與黏(nian)度降低（同時親(qin)水性增強），會(hui)對打印性能和(he)細胞行為(wei)產(chǎn)生影響(xiang)。研究確(que)定，4FG6CFG 水(shui)凝膠是 LT-bio3DP 的(de)最佳組(zu)分，其在結(jié)構(gòu)(gou)穩(wěn)定性、擠出(chu)性能和(he)細胞相容性方(fang)面達到(dao)平衡，能有效促(cu)進虹(hong)鱒魚肌肉衛(wèi)星(xing)細胞(bao)（rtMSCs）的增(zeng)殖與肌源(yuan)性分(fen)化。打(da)印支架在(zai)長期培(pei)養(yǎng)過程中可(ke)保持(chi)形態(tài)穩(wěn)定，且(qie)其質(zhì)地硬度與(yu)天然虹鱒(zun)魚肉組(zu)織相當。綜(zong)上，本研究為開(kai)發(fā)低溫生(sheng)物打(da)印技(ji)術(shù)及定制化細(xi)胞培養(yǎng)生(sheng)物材料(liao)提供了創(chuàng)新(xin)性策略。

圖 7. 4FG6CFG 支架與rtMSCs共(gong)培養(yǎng) 12 天后的(de)質(zhì)構(gòu)特性分(fen)析（TPA），并(bing)與新(xin)鮮虹鱒魚肉(rou)對比(bi)。（A）虹鱒魚細胞(bao)培養(yǎng)肉（CCM）的外觀(guan)。添加(jia)食用色(se)素以模擬魚(yu)類組(zu)織的天然顏色(se)。（B）檢測有 / 無細(xi)胞時支架(jia)的硬度、彈性(xing)、膠黏(nian)性、咀嚼(jue)性和回復(fù)(fu)性。采(cai)用單因素方(fang)差分析（One-way ANOVA）和(he)鄧肯(ken)多重(zhong)比較檢驗(yan)（Duncan's test）對各組(zu)數(shù)據(jù)(ju)進行比較。a–c 表(biao)示組(zu)間存在顯著(zhu)差異（P < 0.05），樣本(ben)量 n = 3。

水凝膠(jiao)支架的質(zhì)構(gòu)特(te)性對培(pei)養(yǎng)肉產(chǎn)(chan)品的整體品質(zhì)(zhi)具有顯著(zhu)影響。本研究將(jiang)培養(yǎng)肉(rou)模型(xing)的質(zhì)構(gòu)特性(xing)與新鮮虹(hong)鱒魚肉(rou)的質(zhì)(zhi)構(gòu)特性進行了(le)對比。如圖 7A 所(suo)示，與空白支架(jia)相比，負載(zai)細胞(bao)的 4FG6CFG 支架在彈(dan)性、膠黏(nian)性和咀嚼性(xing)方面均表現(xiàn)(xian)出顯(xian)著提(ti)升，這可能是(shi)由于細胞(bao)外基質(zhì)蛋白(bai)的積累所(suo)致。此外，盡(jin)管該支(zhi)架在其(qi)他質(zhì)(zhi)構(gòu)參數(shù)上與新(xin)鮮魚肉存在一(yi)定差(cha)異，但其硬度與(yu)新鮮魚肉(rou)相近。在眾(zhong)多針對培(pei)養(yǎng)肉（CCM）的研究中(zhong)，天然肉類的質(zhì)(zhi)構(gòu)特性(xing)通常(chang)強于培(pei)養(yǎng)肉。而本研究(jiu)中觀察(cha)到培養(yǎng)(yang)肉（CCM）質(zhì)構(gòu)特性(xing)增強的現(xiàn)象(xiang)，可能(neng)是因為復(fù)合(he)水凝膠支(zhi)架與(yu)大量細胞實現(xiàn)(xian)了良好結(jié)(jie)合，相比(bi)之下，魚肉本(ben)身的(de)質(zhì)構(gòu)強(qiang)度較弱。

參考(kao)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