[发明专利]用在可食用的中空纤维上培育的肌肉细胞生成的可消费的如同组织的结构

说明书

本发明涉及可食用的中空纤维和包含本发明的中空纤维的筒和生物反应器，以及用本发明的中空纤维、筒和生物反应器制备的结构性清洁肉制品的制备方法，以及通过所述方法制备的结构性清洁肉制品。在可食用的中空纤维上培育的结构性清洁肉的宏观结构将造成独特的最终结构。该最终结构每单位面积将包含有限量的纤维；以及在所述纤维的外部上的肉。

背景技术

实验室培育的肉或如同肉的制品，通常被称作“清洁肉”，很可能在为不断增长的人口提供食物方面发挥重要作用。然而，在该领域中的努力仅取得有限的成功。部分原因是因为用现有技术所生成的制品几乎没有或根本没有结构，最多如同碎肉的物质，该如同碎肉的物质必须与其它成分组合以形成如同肉的结构和质地(texture)。

为了生成结构性清洁肉类，必须使用支架(scaffolding)。为了切实可行且具有成本效益，该支架必须是可食用的和/或可溶解的，并在最终制品中造成这样的质地和结构，该质地和结构使人联想到真正的肉或天然肉(即源自动物的肉)的口感。这意味着该支架必须提供至少三种品质：1)是可食用的，2)提供类似于真正的肉的质地和口感，和3)为肌细胞或如同肌细胞的细胞和其它细胞类型提供合适的培养环境，以有效地生长并形成类似天然肌肉的肌肉结构(例如，形成肌管并达到如同组织的细胞密度)。

实现上述目标中的每一个在本领域中一直是挑战。在本领域中未能达到在一个培养体系中实现上述目标中的所有三个，很大程度上因为达到该三个目标中的任意一个会不利于达到其它目标中的一者或二者。

原因是多方面的。我们将在此回顾其中的一些。已经尝试了可食用的微载体，但是在没有额外的加工步骤和/或材料的情况下，可食用的微载体无法达到如同组织的细胞密度或提供肉组织的口感或质地(参见例如Marga的第2015/0079238号的美国专利公开)。

已经使用了水凝胶管。一个益处是，肌细胞能够在水凝胶管上形成肌管。但是，细胞密度不够高，而最终的宏观结构不类似天然肉。将需要进一步加工，例如用于肌管校准(参见Qiang,Li,et al.,2018Biofabrication 10:025006)的加工。

三维(3D)水凝胶基质是熟知的，并且商购可获得。不幸的是，该形式并不适合用于如同组织的细胞密度，至少部分因为，维管化/培养基扩散是受限的(Bramfeldt,et al.,Curr Med Chem.2010；17(33):3944-3967)。此外，该结构会给出不自然的如同海绵的口感。

已经由公司例如Redefine Meat,Ltd.(Ness Ziona，以色列)进行了三维印刷，并且在对基于非肉类的结构性的如同肉的制品的组装(assembling)的结构和细胞密度方面中已经取得了进展。然而，该方法是最后的步骤。细胞生长的大部分会需要提前完成，并且将该细胞加工成3D结构给该过程增加过多的时间和成本。

已经将去细胞化的植物材料(例如芹菜和大黄)描述为支架材料(参见Gershlak,J.,et al.,Biomaterials,2017May；125:13-22)。然而，液体管理成为超出实验室规模的挑战，使得使用去细胞化的植物材料的任何过程难以扩大至生产规模。此外，最终结构反映该植物材料，使得如同肉的制品的口感和质地不令人满意。尽管去细胞化的植物材料似乎允许细胞的正确取向并有助于对培养的细胞的维管化，但扩大规模已被证明是需要克服的关键障碍。另外，相比于天然肉，其口感可能更加非常类似植物物料。参见，例如待刊的Decellularized Plant-based Scaffold for Guided Alignment of Myoblast Cells-Santiago Campuzano,et al.,2020和www.new-harvest.org/santiago_campuzano。