A bioreactor that mimics a circulatory system can deliver nutrients and oxygen to artificial tissue, enabling the production of over 10 grams of chicken muscle for cultured meat applications. These results are published in Trends in Biotechnology.
一种模拟循环系统的生物反应器可以向人造组织输送营养和氧气，从而生产出10克以上的鸡肉，用于养殖肉类应用。这些结果发表在《生物技术趋势》上
东京大学的资深作者Shoji Takeuchi说：“我们的研究提出了一种可扩展的自上而下的策略，使用可灌注的中空纤维生物反应器生产全切养殖肉。”“该系统能够实现细胞分布、排列、收缩性和改善与食物相关的特性。它为基于血管的方法提供了一种实用的替代方案，不仅可能影响食品生产，还可能影响再生医学、药物测试和生物杂交机器人。”
大规模组织重建的一个重大障碍是创建分布良好的血管网络，因为仅靠扩散无法维持细胞跨越相当长的距离。没有集成循环系统的组织的厚度通常限制在1毫米以下，这使得生产具有密集细胞的厘米级或更大组织具有挑战性
Takeuchi说：“我们正在使用半渗透性中空纤维，它模仿血管向组织输送营养的能力。”“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，这些微小的纤维还可以有效地帮助创建人造组织，甚至可能在未来创建整个器官。”
作者使用由50根中空纤维组成的中空纤维生物反应器（HFB）演示了厘米级鸡骨骼肌组织的生物制造。此外，他们还实施了一个机器人辅助装配系统，用于制造1125纤维HFB，并使用构成结缔组织的鸡成纤维细胞生产了重量超过10克的整块鸡肉
Takeuchi说：“养殖肉类为传统肉类提供了一种可持续的、合乎道德的替代品。”“然而，复制整块肉的质地和味道仍然很困难。我们的技术能够生产出质地和味道更好的结构化肉，从而可能加速其商业可行性。除了食品，这个平台还可能影响再生医学和软机器人技术。”
据Takeuchi介绍，未来研究的其他挑战包括确定灌注对组织质量的长期影响，将技术应用于器官制造和生物杂交机器人技术，以及进一步改善组织的机械性能和结构完整性，以更好地模拟天然肌肉组织的特征
Takeuchi说：“我们通过以微尺度精度排列中空纤维，克服了在厚组织中实现灌注的挑战。”“剩余的挑战包括改善较大组织中的氧气输送、自动化纤维去除和向食品安全材料过渡。解决方案可能包括使用人造氧载体来模拟红细胞、在一次手术中有效去除纤维的束去除机制，以及可食用或可回收的中空纤维。”