赵远锦、商珞然团队AM：仿生肾脏芯片的新进展

日前，南京大学鼓楼医院赵远锦教授和复旦大学商珞然研究员团队在仿生肾脏芯片方面取得最新进展。团队成员受到肾脏自体清除各类大小生物分子功能的启发，开发了一种搭载多重分子印迹反蛋白石结构微球的鱼骨状微流控仿生肾脏芯片，并将其用于血液中过量生物分子的高效特异性清除。该研究成果近期发表在国际顶级期刊《先进材料》（Advanced Materials）上。文章的第一作者是南京大学鼓楼医院陈涵旭和卞非卡。

图1. 受肾脏自体清洁功能启发的仿生肾脏芯片。图片来源：Adv. Mater.

血液净化是目前临床上有效清除血液中过量代谢分子、帮助肾病患者提高生活质量的治疗方案，然而现有的血液净化技术常常依赖于大型机器，同时难以克服非特异性吸附量大的缺点，容易给患者带来酸碱失衡、电解质失衡等风险。赵远锦教授团队受到肾脏自体清除各类大小生物分子功能的启发，制备了具有多重分子印迹的反蛋白石结构微球，再结合鱼骨微流控流道，构建了用于高效特异性清除血液中目标生物分子的仿生肾脏芯片。反蛋白石结构自身的周期性大孔洞与分子印迹形成的空穴构成多级孔洞结构，实现了对生物分子的高效特异性吸附，同时微球自身的特征结构色变化也可以作为吸附进程检测的特征指标。将多重分子印迹的反蛋白石结构微球集成到鱼骨微流控芯片中，通过特殊的流道设计进一步提高了芯片整体用于血液分子清除的效率。该仿生肾脏芯片兼具高效的吸附能力与实时检测能力，再结合可重复使用性、良好的生物安全性和生物相容性，在临床血液净化和构建人工肾脏等方面具有良好的前景和应用潜力。

相关研究工作得到了科技部国家重点研发计划、国家自然科学基金、江苏省自然科学基金等项目的资助。

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Hierarchically molecular imprinted porous particles for biomimetic kidney cleaning

Hanxu Chen, Feika Bian, Lingyu Sun, Dagan Zhang, Luoran Shang, Yuanjin Zhao

Adv. Mater., 2020, DOI:10.1002/adma.202005394

赵远锦教授简介

赵远锦教授，2006年获得东南大学医学学士学位，2009年到2010年到哈佛大学David A.Weitz教授（美国三院院士）团队联合培养，2011年毕业于东南大学，获工学博士学位，并留校工作，2012年破格晋升为副研究员，2013年入选教育部“新世纪优秀人才支持计划”、江苏省“六大人才高峰”资助计划，2014年获“江苏省杰出青年基金”，2015年破格晋升为研究员，获“国家优秀青年基金”、“中国化学会青年化学奖”，2016年入选“江苏省333高层次人才培养工程”，2017年入选“中国新锐科技人物”，2018年入选英国皇家化学会(RSC)的Fellow、科技部中青年科技领军人才

研究领域：1、微纳结构生物材料：通过微流控技术，结合微加工等手段，制备微-纳米尺度的功能生物材料，用于药物缓释和肝脏组织工程等。2、仿生智能界面材料：以自然界中生物体为模型，开发具有仿生结构的功能界面材料，用于生物传感及界面浸润性研究。3、仿生器官芯片：基于微纳结构材料，结合微流控技术，构建类体的心脏、肝脏、肿瘤等器官芯片，进行药物评估应用。

商珞然研究员简介

商珞然研究员，2009.09~2013.06于东南大学生物科学与医学工程学院获得学士学位（导师：赵远锦教授），2013.09~2017.03于东南大学生物科学与医学工程学院获得博士学位（导师：赵远锦教授），2017.03~2019.06于哈佛大学工程与应用科学学院作博士后研究（导师：David  A. Weitz教授），2019.06~至今于复旦大学生物医学研究院担任青年研究员（独立PI）。 

研究领域：课题组致力于用工程化的研究思路，解决生物医学中的问题。基于液滴微流控技术，在多尺度对聚合物及胶体材料在流体和界面的行为进行调控；受到天然材料结构-功能相适应原理的启发，实现有序结构自组装和光电信号的获取及动态响应；以转化医学应用为导向，开发液滴高通量分析平台和医用高分子微球及其复合材料。课题组主要研究方向包括：（1）新型液滴发生装置及自驱动芯片（2）液滴合成生物学（3）液滴高通量分析及转化医学应用（4）基于液滴的自组装及功能材料 （5）微尺度两相流及界面现象