近日，浙江大學(xué)(xue)生物系(xi)統(tǒng)工程與食品(pin)科學(xué)學(xué)(xue)院研究人(ren)員在(zai)國(guó)際(ji)期刊《Sustainable Materials and Technologies》（中(zhong)科院二區(qū)，IF：9.2）發(fā)表(biao)了題為(wei)"Cold-temperature 3D bioprinting for cultured meat: A case of rainbow trout cell cultivtion"的研究論文(wen)。在該論文(wen)中，研究(jiu)人員利用上(shang)海騰拔Universal TA國(guó)產(chǎn)(chan)質(zhì)構(gòu)儀(yi)用于測(cè)(ce)定培養(yǎng)肉支架(jia)的硬度(du)、彈性、膠粘性、咀(ju)嚼性和(he)回復(fù)性指標(biāo)。

冷水魚(yú)(yu)細(xì)胞培養(yǎng)肉(rou)的生產(chǎn)面臨一(yi)項(xiàng)dute挑戰(zhàn)：細(xì)胞(bao)生長(zhǎng)需要顯(xian)著較(jiao)低的培(pei)養(yǎng)溫(wen)度。為此，冷生(sheng)物打印(yin)用生物(wu)墨水需具(ju)備適宜的流(liu)變特性，以維持(chi)細(xì)胞活(huo)性。本研究(jiu)開(kāi)發(fā)了一(yi)種新型復(fù)合水(shui)凝膠生物墨水(shui)，其由(you)溫水(shui)魚(yú)明膠（FG）與冷(leng)水魚(yú)明膠(jiao)（CFG）組成，經(jīng)優(yōu)(you)化后可用于(yu)虹鱒魚(yú)(yu)肌肉衛(wèi)(wei)星細(xì)胞（rtMSCs）的(de)低溫（<18°C）3D 生物打(da)?。↙T-bio3DP）。研究團(tuán)(tuan)隊(duì)對(duì)該(gai)生物(wu)墨水的結(jié)構(gòu)特(te)性、流變(bian)特性及生(sheng)物特性進(jìn)行(xing)了系統(tǒng)(tong)評(píng)估。結(jié)果表(biao)明，隨著 CFG 含量(liang)的增(zeng)加，凝膠化(hua)溫度從 20.11°C 降至 2.33°C；隨(sui)之而來(lái)的(de)儲(chǔ)能模量與(yu)黏度降(jiang)低（同時(shí)親水(shui)性增強(qiáng)(qiang)），會(huì)對(duì)打(da)印性(xing)能和(he)細(xì)胞(bao)行為產(chǎn)生(sheng)影響。研究確定(ding)，4FG6CFG 水凝(ning)膠是 LT-bio3DP 的最佳(jia)組分(fen)，其在結(jié)構(gòu)穩(wěn)(wen)定性、擠出性能(neng)和細(xì)胞相容(rong)性方面達(dá)(da)到平衡，能有(you)效促進(jìn)虹鱒(zun)魚(yú)肌(ji)肉衛(wèi)星細(xì)胞(bao)（rtMSCs）的增殖與(yu)肌源性分(fen)化。打(da)印支架(jia)在長(zhǎng)期(qi)培養(yǎng)(yang)過(guò)程中可保持(chi)形態(tài)(tai)穩(wěn)定，且其質(zhì)(zhi)地硬度與天(tian)然虹鱒魚(yú)肉(rou)組織相當(dāng)。綜上(shang)，本研究(jiu)為開(kāi)發(fā)(fa)低溫生(sheng)物打印(yin)技術(shù)及(ji)定制(zhi)化細(xì)胞培養(yǎng)(yang)生物(wu)材料提供了(le)創(chuàng)新性策略。

圖 7. 4FG6CFG 支架與rtMSCs共培(pei)養(yǎng) 12 天后的質(zhì)(zhi)構(gòu)特性分析(xi)（TPA），并與新(xin)鮮虹鱒(zun)魚(yú)肉對(duì)(dui)比。（A）虹鱒魚(yú)細(xì)胞(bao)培養(yǎng)肉（CCM）的外(wai)觀。添加食(shi)用色素(su)以模擬魚(yú)類(lèi)組(zu)織的天然(ran)顏色。（B）檢測(cè)有(you) / 無(wú)細(xì)胞時(shí)(shi)支架的(de)硬度、彈性、膠黏(nian)性、咀嚼性和回(hui)復(fù)性。采用單因(yin)素方差分析（One-way ANOVA）和(he)鄧肯多(duo)重比(bi)較檢驗(yàn)（Duncan's test）對(duì)(dui)各組數(shù)(shu)據(jù)進(jìn)行比較(jiao)。a–c 表示組間存在(zai)顯著差異（P < 0.05），樣(yang)本量 n = 3。

水凝膠支(zhi)架的質(zhì)(zhi)構(gòu)特性對(duì)培養(yǎng)(yang)肉產(chǎn)品的整體(ti)品質(zhì)具(ju)有顯著影(ying)響。本研(yan)究將培養(yǎng)肉(rou)模型的質(zhì)(zhi)構(gòu)特性(xing)與新鮮(xian)虹鱒魚(yú)(yu)肉的質(zhì)構(gòu)特(te)性進(jìn)行了(le)對(duì)比。如圖 7A 所示(shi)，與空(kong)白支(zhi)架相比(bi)，負(fù)載細(xì)胞的(de) 4FG6CFG 支架(jia)在彈(dan)性、膠(jiao)黏性和咀(ju)嚼性方面均(jun)表現(xiàn)出顯(xian)著提升(sheng)，這可(ke)能是由于細(xì)胞(bao)外基質(zhì)蛋白的(de)積累所致(zhi)。此外，盡(jin)管該(gai)支架在其(qi)他質(zhì)構(gòu)參(can)數(shù)上與新鮮魚(yú)(yu)肉存(cun)在一定差(cha)異，但其硬(ying)度與新鮮魚(yú)肉(rou)相近。在眾多針(zhen)對(duì)培養(yǎng)肉(rou)（CCM）的研究中，天(tian)然肉類(lèi)的(de)質(zhì)構(gòu)特性(xing)通常強(qiáng)于(yu)培養(yǎng)(yang)肉。而(er)本研究中觀察(cha)到培養(yǎng)肉（CCM）質(zhì)構(gòu)(gou)特性增強(qiáng)的現(xiàn)(xian)象，可能(neng)是因?yàn)閺?fù)合(he)水凝膠支(zhi)架與大量細(xì)(xi)胞實(shí)現(xiàn)了(le)良好結(jié)合，相(xiang)比之(zhi)下，魚(yú)(yu)肉本身(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