大工在晶片腎類比研究方面取得重要進展

近日， 我校化工與環境生命學部製藥科學與技術學院林炳承、羅勇研究團隊在器官晶片腎類比研究方面取得創新研究進展， 為器官晶片最終取代動物實驗進行新藥開發邁出了堅實的一步。 論文成果被領域內國際頂級期刊《生物材料》線上發表。

眾所周知， 腎是人體重要臟器， 在體外模擬腎臟對於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， 而腎臟複雜的生理結構和流體動力學行為導致現有技術僅能類比腎的一部分結構和功能， 人工腎的開發成為一種世界性的科學挑戰。

腎單位的生理結構和血液淨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晶片技術突破了人工腎類比的種種限制， 開發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種結構和功能上的仿生設計， 可以完整的模擬整個血液淨化過程， 觀察外源物質， 譬如藥物的腎代謝和消除過程。 課題組利用該人工晶片腎在體外鑒定出順鉑可以導致腎小管毒性， 阿黴素導致腎小球毒性， 實現了藥物的體外腎毒性分型。

腎晶片結構和實物示意圖及細胞照片

論文的第一作者為製藥科學與技術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制專案、國家重大科學儀器專案和國家自然科學面上基金的支持。