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3D打印技术用细胞“种植”可食用牛排

作为3D生物打印和打印材料领域的领导者,CELLINK帮助研究者创造健康的未来。可以想象到,用生物打印的方式去获得肉类食物已经离我们的生活越来越近了。

什么是细胞培养或3D生物打印肉?

食品工业的研究人员正在研究细胞培养的肉类,这种肉类被称为实验室种植或生物打印的肉类,可以作为传统畜牧养殖的肉类替代品。正在开展的研究内容包括:开发及优化体外组织制造。比如,研究人员会使用可食用的生物墨水和基于挤出式BIO X6和光刻式(DLP)生物打印BIONOVA X,生物打印复杂的支架结构,培养肌肉、脂肪、血管细胞。或者,正如大阪大学的一项研究表明(文章如下文),用生物打印,设计模仿具有牛排组织结构的肉块。例如,可以打印具有大理石花纹和肌腱的组织来改善牛排的味道和质地。

日本科学家用三种牛细胞生物打印“牛排”

培养肉作为一类“可定制化”的人造肉,越来越受到关注。已验证的两种方法可以用于制作人造肉。一种是直接从牛身体获取不同部位的组织,获取不同种类的细胞,对细胞进行培养,扩增细胞数量。另一种是获取间充质干细胞或多能干细胞(iPSC),诱导分化成不同的细胞。目前,培养牛排的成分和结构主要由不同的肌肉细胞和脂肪细胞组成,形成不同的质地和纹理以模拟不同部位的牛排。最近,各种组织工程技术如3D细胞打印由于其结构和成分的可扩展性和可控性的独特优势而展现出巨大的潜力。目前,开发将三种组织(肌肉、脂肪、血管)按所需位置、比例和数量组装在一起的方法将是培养牛排的关键制造技术。
大阪大学Michiya Matsusaki教授发表了用三种原代牛干细胞诱导成并生物打印的组织(肌肉、脂肪和血管)组装成的牛排样组织的文章。生物打印的组织是连接到肌腱组织的排列组合。这项研究通过肌腱-凝胶集成生物打印技术(TIP)构建了总共72条纤维,包括2条毛细血管、28个脂肪组织42块肌肉和,组装制成长10毫米、宽5毫米的牛排状肉。这种技术可以成为构建使用不同细胞按所需位置、不同成分比例和多种纤维组织的人造肉的方法,用于未来肌肉组织工程。


图1:生物打印流程概述

图2:纯化后的原代牛干细胞(bSCs)验证

图3:用生物打印制造的原代牛干细胞(bSCs)组织的表征

图4:集成肌肉、脂肪和血管组织制造的肌腱凝胶生物打印

图5:纤维肌肉、脂肪和血管组织组合成可食用的“牛排”