近日，大連理工大學化工與環(huán)境生命學部制藥科學與技術(shù)學院林炳承、羅勇研究團隊在器官芯片腎模擬研究方面取得創(chuàng)新研究進展，為器官芯片最終取代動物實驗進行新藥開發(fā)邁出了堅實的一步。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和新藥的體外腎毒性評價等有非常重要的理論和實際意義，而腎臟復(fù)雜的生理結(jié)構(gòu)和流體動力學行為導(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挑戰(zhàn)。

腎單位的生理結(jié)構(gòu)和血液凈化生理學的過程圖示

林炳承、羅勇研究團隊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，實現(xiàn)了藥物的體外腎毒性分型。

腎芯片結(jié)構(gòu)和實物示意圖及細胞照片

論文的第一作者為制藥科學與技術(shù)學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)制項目、國家重大科學儀器項目和國家自然科學面上基金的支持。