科学家借助一种模仿体内循环系统的生物反应器，成功培养出10多克鸡肉。相关成果4月16日发表于《生物技术趋势》。“我们的研究提出了一种可扩展的、自上而下的策略，通过可灌注的中空纤维生物反应器生产整块人造肉。”
去除中空纤维后的鸡肉组织。
论文通讯作者、日本东京大学的Shoji Takeuchi说，“该系统能够实现细胞分布、排列、收缩，并改善食物特性。它提供了基于一种血管方法的实际替代方案，不仅会影响食品生产，还会影响再生医学、药物测试和生物混合机器人技术的发展。”
重建大规模组织的一个重要障碍是建立分布良好的血管网络，因为仅靠扩散不能保证细胞跨越相当远的距离。没有集成循环系统的组织厚度通常会限制在1毫米以下，这使生产具有密集细胞的厘米级或更大组织具有挑战性。
“我们使用了半渗透中空纤维，它能模仿血管向组织输送营养的方式。”Takeuchi说，“这些纤维已经广泛用于家用滤水器和肾病患者的透析机。令人兴奋的是，这些微小的纤维也可以有效帮助制造人造组织，甚至可能在未来制造整个器官。”
研究人员展示了通过中空纤维生物反应器制造厘米级鸡骨骼肌组织的生物制造过程。该反应器由50根中空纤维组成。此外，他们还打造了机器人辅助组装系统，它可制造1125根纤维的反应器，并利用鸡成纤维细胞生产了重达10克以上的整块鸡肉。
“我们的技术能够改善人造肉的质地和风味，从而加速其商业化可行性。除了食品领域，这一平台还可能对再生医学和软体机器人技术产生影响。”Takeuchi说。
未来研究面临的挑战包括确定灌注对组织质量的长期影响、将该技术扩展用于器官制造和生物混合机器人技术，以及进一步改善组织的机械性能和结构完整性，从而更好地模仿天然肌肉组织的特性。
“我们通过以微米级精度排列中空纤维，在厚组织中实现灌注。”Takeuchi说，“下一步需要克服的困难还有改善较大组织中的氧输送、自动化纤维移除，以及使用食品级材料。解决方案则包括使用人工氧载体模拟红细胞、建立可在单次操作中完成的高效束状移除机制，以及采用可食用或可回收的纤维。”（冯维维）
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