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从实验室到田埂的天堑 :肯德基3D打印鸡肉的现实壁障

脑极体 · 2020-07-29
近在身旁,却犹如远在天边

编者按:本文来自微信公众号“脑极体”(ID:unity007),作者:藏狐,36氪经授权发布。

“315晚会”曝光汉堡王之后,网友们纷纷表示不敢再吃汉堡了。

洋快餐品牌的标准化支撑体系,一直是餐食品质的保障,也成为中式餐饮学习的目标。如今标准形同虚设,自然免不了殃及池鱼。

快乐肥宅水失去“官配”怎么行?最近肯德基就与俄罗斯公司3D Bioprinting Solutions合作,打算利用鸡肉细胞和植物材料“打印”鸡肉。

继“人造肉”之后,“打印肉”也来了。这次我们能吃上价廉物美的炸鸡吗?

3D打印鸡肉,味道如何?

3D打印大家都不陌生,但打印出的鸡肉并不像固态物品那样简单。

原理上,都是通过“打印材料”,在电脑控制下将它们层层叠加,最终把计算机上的蓝图变成实物。

只不过,普通的3D打印使用的一般是金属、塑料等材料,可以一次成型。而3D打印鸡肉的流程则比较长,需要由鸡肉细胞组成的“生物墨水”,通过打印喷头逐层打出一个个肉片。这些被打印出来的初始组织物,将被送入细胞培养器中,慢慢地将充满细胞的初始组织培育成真正的组织,最后形成食品产业中所需的物质。

据说,肯德基还将提供面包屑和香料等成分,以还原真正鸡肉的味道和质地。

与人造肉这种“不是肉的肉”相比,由肉类细胞组成的3D打印鸡肉可算是名正言顺的新型肉了。

不过,用这么麻烦的方式来寻找鸡肉替代品,肯德基的目标却不是降低成本,而只是因为生物打印的鸡肉更加环保,排放量和能耗更低,看来是被环境保护人士吓到了啊。

目前看来,全球疫情爆发期间,受到冲击的餐饮业都面临着卫生把控更加严格、肉类短缺、客源减少等等现实问题,甚至麦当劳都宣布无限期关闭英国和爱尔兰地区的所有餐厅。积极寻找供应链可能性,未尝不是明智之举。

只不过,价格不菲的3D生物打印技术,显然不能在短期内帮助餐饮行业走出困境。不仅仅因为成本高昂、产量稀缺,而是因为其本身的产业链条都不成熟。

新技术想要走出实验室,总共分几步?

这个十分具有未来感的技术,诞生于20世纪80年代,又称为“增材制造”。其首次被应用于医学领域可追溯至20世纪90年代,医生通过3D 打印技术将颅骨的CT扫描数据转化为实物模型。

2003年, Trends in Biotechnology杂志上系统地提出了“器官3D打印”这一可能。

此后十数年,围绕3D生物打印的产业链开始逐渐聚集。

首先是场景。没有商业推动,研究人员也难以获得足够的经费去推动进展。而3D生物打印最大的价值点,就在于可以打造出具有生物活性的结构,这些生物器官可以用来替代传统的医疗器械为病患所使用,也可以取代小白鼠来进行科学实验。

2013年,《新英格兰医学杂志》发表公开信,来自密歇根大学安阿伯分校的科学家成功将3D打印出的气管支架,植入患有局部支气管软化症的婴儿体内。2014年,3D生物打印厂商Organovo推出了其可商用的3D打印人体肝脏组织exVive3DTM,就被用于临床前的药物测试。复杂且昂贵,让医疗与科研成为十几年来,3D生物打印最大的市场领域。

因此第二个必不可少的产业链要素就是上游厂商,即材料和设备。

生物打印机逐层喷涂“生物墨水”,是3D生物打印的核心环节。想要创造人体的皮肤组织、软骨乃至心脏等组织,必须有完美的打印材料来支持。而材料学的配套发展进度却不尽如人意。

2013年第一颗3D打印“心脏”是用塑料制成的,仅可用于研究手术方案,充其量算是个模型;而六年后,以色列特维拉夫大学的科研人员使用人体组织制造出了世界上第一颗3D打印心脏,由患者体内提取的脂肪组织“打印”而成,不仅有细胞、心室和心房,还有纵横交错的血管,但这样一个高度“仿真”的心脏,却只具备收缩功能。

(3D打印出的人造血管)

密西根科技大学曾经成功用石墨烯打印出了可再生神经细胞,但对于纳米级的打印来说还是太大了。而目前业界能打造的血管直径最小也在75微米,比人体内的毛细血管要粗的多,还不足以像人体器官一样运行。

除了材料的限制,3D生物打印也需要特定的机器才能完成,但生物打印机的功能、分辨率等目前也比较有限,许多精细的血管等无法复制,也会直接影响产品的功能。距离真正用于人体器官移植,还有很远的路要走。

而且,由于3D生物打印会复制生物组织的成熟过程,细胞需要经历生长和增殖,不能即刻完成,需要高度专业化的人员操作机器。在打印的过程中,还可能会出现材料变质的情况。因此,大部分3D生物打印成本高于10万美元,而且对运行的环境要求极其严苛,流程管理也就变得极为重要。

从这个角度看,就算3D生物打印能炮制出鸡肉块,洋快餐们也很难靠它实现规模化效益。

既然整个过程缓慢而费力的过程,3D生物打印走进商业世界到底还有哪些可能性?

恐怕还需要走进技术生命周期中去探寻。Hod Lipson按照复杂程度和打印难度,提出了“3D打印生命阶梯”。

英国皇家工程院则预测,要到2032年,3D打印完整人体器官才能渐入佳境、逐渐成熟。那么在此之前,骨骼、皮肤等更容易成为3D生物打印的掘金胜地

实际上,全球已经有超过3万名患者使用了打印骨骼,西门子、瑞声达的打印助听器也开始走进主流。

而全球最大的3D打印公司Organovo,也开始进行皮肤打印方面的商业合作,与欧莱雅共同开展皮肤上的药物实验。

3D生物打印伴随着大众消费品牌走入了我们的视野,其发展超出了我们的想象,也囿于现实技术的藩篱。

像科幻电影中那样用细胞复制人体,目前的技术还远远不够。

正如前文所提到的,3D生物打印需要解决产业链的聚合问题,从材料、医疗影像、原位打印、大数据应用、可穿戴设备等等为技术协同融合,才能与广阔的医疗市场深入契合。

与此同时,个性化的细胞打印产品,还涉及到远程医疗、器官捐赠、身份伦理等等复杂的社会问题,这些道德属性可能引起的法律风险如不解决,3D生物打印自身的局限性也将持续存在。

从这个角度讲,能不能吃到环保鸡肉不重要,让这门技术从实验室中走入更广阔的大众视角反而是当务之急。

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