近日，大連理工大學(xué)化工與環(huán)境生命學(xué)部制藥科學(xué)與技術(shù)學(xué)院林炳承、羅勇研究團(tuán)隊(duì)在器官芯片腎模擬研究方面取得創(chuàng)新研究進(jìn)展，為器官芯片最終取代動物實(shí)驗(yàn)進(jìn)行新藥開發(fā)邁出了堅實(shí)的一步。論文成果被領(lǐng)域內(nèi)國際頂級期刊《生物材料》在線發(fā)表。

眾所周知，腎是人體重要臟器，在體外模擬腎臟對于血液透析等治療手段的推進(jìn)和新藥的體外腎毒性評價等有非常重要的理論和實(shí)際意義，而腎臟復(fù)雜的生理結(jié)構(gòu)和流體動力學(xué)行為導(dǎo)致現(xiàn)有技術(shù)僅能模擬腎的一部分結(jié)構(gòu)和功能，人工腎的開發(fā)成為一種世界性的科學(xué)挑戰(zhàn)。

腎單位的生理結(jié)構(gòu)和血液凈化生理學(xué)的過程圖示

林炳承、羅勇研究團(tuán)隊(duì)利用微流控器官芯片技術(shù)突破了人工腎模擬的種種限制，開發(fā)出了新一代的人工腎，包含了腎小球、小球血管、Bowman囊、腎小管、管周血管、腎血流、腎尿流、過濾、分泌、重吸收等10種結(jié)構(gòu)和功能上的仿生設(shè)計，可以完整的模擬整個血液凈化過程，觀察外源物質(zhì)，譬如藥物的腎代謝和消除過程。課題組利用該人工芯片腎在體外鑒定出順鉑可以導(dǎo)致腎小管毒性，阿霉素導(dǎo)致腎小球毒性，實(shí)現(xiàn)了藥物的體外腎毒性分型。

腎芯片結(jié)構(gòu)和實(shí)物示意圖及細(xì)胞照片

論文的第一作者為制藥科學(xué)與技術(shù)學(xué)院博士研究生曲玥陽，研究工作得到了科技部重大新藥創(chuàng)制項(xiàng)目、國家重大科學(xué)儀器項(xiàng)目和國家自然科學(xué)面上基金的支持。