[發明專利]內皮細胞生物反應器及其制備方法和應用

無效

• 申請號: 200810038532.9
• 申請日: 2008-06-04
• 公開（公告）號: CN101555453A
• 公開（公告）日: 2009-10-14
• 發明（設計）人: 丁峰;顧勇;謝瓊虹;劉駿峰;長谷川冰;李一;張家瑛;林善錟;平易;梁偉民;朱建國
• 申請（專利權）人: 復旦大學附屬華山醫院;博傲西騰醫療科技(上海)有限公司
• 主分類號: C12M3/00
• 分類號: C12M3/00;C12N5/06;A61F2/00;A61P31/00
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司
• 代理人: 吳桂琴

技術領域

本發明屬組織工程和醫用材料領域，具體涉及一種內皮細胞生物反應器及其制 備方法和在治療重癥膿毒癥中的應用。

背景技術

膿毒癥是感染引起的全身炎癥反應綜合征，具有發病率和死亡率高、治療效果 差等特點。一直以來膿毒癥嚴重威脅著人類的生命。流行病學調查顯示，全球每年 有超過1800萬的嚴重膿毒癥患者，且患者數目以每年1.5％的速度遞增。在美國，膿 毒癥的死亡率達28.6％，嚴重膿毒癥死亡率更高達30％-50％，膿毒癥休克死亡率為 40％-60％，膿毒癥的死亡率已超過急性心肌梗塞。因此，2002年10月歐美國家多 個組織共同發起并簽署了“巴塞羅那宣言”，呼吁全球醫務人員、專業組織、政府、 衛生機構甚至公眾對該行動的支持，力爭5年內將膿毒癥的病死率減少25％。

近年來關于膿毒癥的研究越來越多，但膿毒癥的治療效果仍沒有得到明顯的改 善，膿毒癥治療的出路引起有關研究者的關注。自從PROWESS研究證實活化蛋白C治 療有效后，針對血管內皮細胞的研究受到更大的關注。血管內皮細胞(Vascular endothelial?cells，VEC)是介于循環血液與血管平滑肌之間的生理屏障，為單層 扁平或多角形的細胞覆蓋于血管內膜表面。正常情況下，內皮細胞具有多種生理功 能：合成和分泌血管活性物質參與血管緊張性的調節；表達凝血和抗凝相關因子參 與血液凝固的調節；與炎癥細胞相互作用，調節炎癥和免疫反應的水平。嚴重膿毒 癥時，內皮細胞無論是形態還是功能上均出現嚴重的損害，內皮細胞損傷后，內皮 細胞的病理生理功能發生一系列變化，造成微循環障礙和組織缺血、缺氧，導致全 身炎癥反應綜合征和多器官功能障礙綜合征。可見內皮細胞并非是一種構成血管壁 的無活性細胞，而是炎癥級聯反應的調控者，是膿毒癥發生發展中極其關鍵的細胞， 如果能逆轉其損傷或替代其正常細胞功能將改變膿毒癥的進程。

中空纖維生物反應器是由具有內在網絡通道的聚合物構成的立體框架結構，同 時輔以流動的培養液提供營養。通道內外相隔一層半透膜，這樣便為大量有效地培 養細胞并使之發揮功能提供了條件。有研究將中空纖維生物反應器應用于生物型人 工肝臟。自從1972年Knazek設計了中空纖維生物反應器，1975年Wolf等人將其應用 于肝細胞的培養后用來治療急性肝功能衰竭。還有研究將中空纖維生物反應器應用 于人工腎小管輔助裝置的構建。

內皮細胞對生長環境要求高，在普通的中空纖維生物反應器中不能良好生長。

內皮細胞在膿毒癥的發生發展過程中起著極其重要的作用，目前國內外尚無有 關內皮細胞生物反應器及其在重癥膿毒癥中的應用的報道。研究人員期待通過在生 物反應器內、中空纖維外側種植內皮細胞，中空纖維內通血流，發揮內皮細胞對膿 毒癥時機體、炎癥和凝血的調節作用，從而改善膿毒癥的預后，

發明內容

本發明的目的是提供一種內皮細胞生物反應器。該反應器能改善膿毒癥時機體 的血流動力學指標以及炎癥、凝血的紊亂狀態，延長生存時間，改善預后。

本發明的另一目的是提供制備內皮細胞生物反應器的方法。

本發明的進一步目的是提供所述的內皮細胞生物反應器在治療重癥膿毒癥中的 應用。

本生物反應器是由聚四氟乙烯無紡布為載體的反應器和內皮細胞構成的復合體。

本發明采用聚四氟乙烯無紡布作為內皮細胞生長的載體，聯合中空纖維生物反 應器，構建制成本生物反應器。所述的中空纖維生物反應器的外殼為聚碳酸酯，中 空纖維為聚砜膜，分子截留量在50～100kD之間，所述的無紡布位于所述的中空纖維 外側的間隙中構成所述的聚四氟乙烯無紡布為載體的反應器，所述的內皮細胞種植 在所述的無紡布上，制得本內皮細胞生物反應器，本生物反應器中內皮細胞的數量 為3×10⁹以上。

本發明內皮細胞生物反應器可用于重癥膿毒癥的治療。

本發明所述的內皮細胞生物反應器通過下述方法和步驟制備：

1、內皮細胞培養

采用豬髂動脈內皮細胞株(購于中國科學院上海生命科學研究院生物化學與細 胞生物學研究所細胞庫)。本實驗在此細胞株的3～4代完成。