近日，浙江大學(xué)(xue)生物系統(tǒng)工程(cheng)與食(shi)品科學(xué)學(xué)院(yuan)研究人員在國(guo)際期刊《Sustainable Materials and Technologies》（中科院(yuan)二區(qū)，IF：9.2）發(fā)(fa)表了題(ti)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)，研究人員利(li)用上海騰(teng)拔Universal TA國產(chǎn)質(zhì)構(gòu)(gou)儀用于測(ce)定培養(yǎng)肉支(zhi)架的硬度、彈性(xing)、膠粘性、咀嚼(jue)性和回復(fù)性(xing)指標(biāo)(biao)。

冷水魚細(xì)胞培(pei)養(yǎng)肉的(de)生產(chǎn)面臨(lin)一項(xiàng)(xiang)dute挑戰(zhàn)：細(xì)胞(bao)生長需要顯(xian)著較低的培(pei)養(yǎng)溫度。為(wei)此，冷生物打(da)印用(yong)生物(wu)墨水(shui)需具(ju)備適宜的流變(bian)特性，以維持(chi)細(xì)胞活性。本研(yan)究開發(fā)了一(yi)種新型復(fù)(fu)合水凝膠生物(wu)墨水，其由溫水(shui)魚明膠（FG）與(yu)冷水(shui)魚明膠（CFG）組成，經(jīng)(jing)優(yōu)化后可用(yong)于虹(hong)鱒魚肌肉衛(wèi)(wei)星細(xì)胞（rtMSCs）的低溫(wen)（<18°C）3D 生物打印（LT-bio3DP）。研(yan)究團(tuán)隊(duì)對該(gai)生物墨(mo)水的結(jié)構(gòu)(gou)特性、流(liu)變特性及(ji)生物特性(xing)進(jìn)行(xing)了系(xi)統(tǒng)評(ping)估。結(jié)果表明，隨(sui)著 CFG 含量的增加(jia)，凝膠化(hua)溫度從(cong) 20.11°C 降至 2.33°C；隨之(zhi)而來的儲(chu)能模量與黏度(du)降低(di)（同時親水性增(zeng)強(qiáng)），會(hui)對打印(yin)性能和(he)細(xì)胞行(xing)為產(chǎn)生影響。研(yan)究確(que)定，4FG6CFG 水(shui)凝膠是(shi) LT-bio3DP 的最佳(jia)組分，其在(zai)結(jié)構(gòu)(gou)穩(wěn)定性、擠(ji)出性能和細(xì)(xi)胞相(xiang)容性方面達(dá)(da)到平衡(heng)，能有效促進(jìn)(jin)虹鱒魚(yu)肌肉衛(wèi)星(xing)細(xì)胞（rtMSCs）的增(zeng)殖與(yu)肌源性分化(hua)。打印支架在(zai)長期培養(yǎng)過(guo)程中可保(bao)持形態(tài)穩(wěn)定(ding)，且其質(zhì)地硬(ying)度與天然(ran)虹鱒魚肉(rou)組織相(xiang)當(dāng)。綜上(shang)，本研究為開(kai)發(fā)低溫(wen)生物打印技(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(xin)性策略。

圖 7. 4FG6CFG 支架與(yu)rtMSCs共培養(yǎng) 12 天后(hou)的質(zhì)構(gòu)特性分(fen)析（TPA），并與(yu)新鮮(xian)虹鱒(zun)魚肉對比。（A）虹(hong)鱒魚細(xì)(xi)胞培養(yǎng)肉（CCM）的(de)外觀(guan)。添加食用(yong)色素以模擬(ni)魚類組織(zhi)的天然顏(yan)色。（B）檢測(ce)有 / 無(wu)細(xì)胞(bao)時支架的硬度(du)、彈性、膠黏(nian)性、咀嚼性和回(hui)復(fù)性(xing)。采用(yong)單因(yin)素方(fang)差分析(xi)（One-way ANOVA）和鄧肯多重(zhong)比較檢驗(yàn)（Duncan's test）對各(ge)組數(shù)(shu)據(jù)進(jìn)行(xing)比較。a–c 表示組間(jian)存在顯著差異(yi)（P < 0.05），樣本量 n = 3。

水凝膠支(zhi)架的質(zhì)構(gòu)特性(xing)對培(pei)養(yǎng)肉產(chǎn)品的整(zheng)體品(pin)質(zhì)具(ju)有顯著影(ying)響。本研究將(jiang)培養(yǎng)(yang)肉模型(xing)的質(zhì)構(gòu)特性與(yu)新鮮虹鱒魚肉(rou)的質(zhì)構(gòu)特性(xing)進(jìn)行了對比。如(ru)圖 7A 所示，與空(kong)白支架相(xiang)比，負(fù)載細(xì)胞的(de) 4FG6CFG 支架在彈(dan)性、膠(jiao)黏性和咀嚼(jue)性方面均表現(xiàn)(xian)出顯著提升，這(zhe)可能(neng)是由于細(xì)(xi)胞外基(ji)質(zhì)蛋白的(de)積累(lei)所致。此外，盡(jin)管該支架(jia)在其(qi)他質(zhì)構(gòu)(gou)參數(shù)(shu)上與(yu)新鮮魚肉存(cun)在一定差(cha)異，但(dan)其硬度(du)與新鮮(xian)魚肉相近(jin)。在眾多針(zhen)對培養(yǎng)(yang)肉（CCM）的研究中，天(tian)然肉(rou)類的質(zhì)構(gòu)特(te)性通常強(qiáng)(qiang)于培(pei)養(yǎng)肉。而本研究(jiu)中觀察到(dao)培養(yǎng)肉（CCM）質(zhì)構(gòu)特(te)性增強(qiáng)的(de)現(xiàn)象，可能是因(yin)為復(fù)合水凝膠(jiao)支架與大(da)量細(xì)胞實(shí)(shi)現(xiàn)了良好(hao)結(jié)合(he)，相比之(zhi)下，魚肉(rou)本身(shen)的質(zhì)構(gòu)強(qiáng)(qiang)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