[實用新型]生物人工腎小管生物反應器

無效

• 申請號: 200820164179.4
• 申請日: 2008-09-09
• 公開（公告）號: CN201271298Y
• 公開（公告）日: 2009-07-15
• 發明（設計）人: 陳江華;董興剛;何強;壽張飛;吳建永;楊毅;李春霞
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: A61F2/02
• 分類號: A61F2/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 張法高;趙杭麗

技術領域

本實用新型涉及一種醫療設備，特別是一種暫時性替代人體腎臟的人工腎小管生物反應器。具體涉及一種與機械人工腎組合使用，復制出腎小管的功能，能在較長時間內替代腎功能，用于治療急性腎衰竭并多臟器功能障礙綜合征，從而提高多臟器功能障礙綜合征患者的生存率和延長存活時間的生物人工腎小管生物反應器。

背景技術

無論急、慢性腎衰竭(ARF、CRF)，還是多臟器功能障礙綜合征(MODS)，盡管在臨床上其發病原因各不相同，但是都有急性腎小管上皮細胞壞死(ATN)，血液透析療法，雖然可以替代腎小球的濾過功能，例如去除血液中的尿毒癥毒素，糾正患者水和電解質平衡的紊亂；血液濾過療法，通過補充置換液，僅僅是替代了腎小管的部分重吸收功能。急性腎小管上皮細胞壞死的防治，仍是目前臨床治療的難點之一。許多的臨床和實驗研究已經證實，ARF、CRF、MODS，它們的高病死率與急性腎小管上皮細胞壞死密切相關。因此，如何防治急性腎小管上皮細胞壞死的研究，就顯得非常重要。

目前有以下幾種方法：(1)藥物治療：長期的實驗和臨床經驗已經證明，對于ARF、CRF、MODS的患者，藥物治療難以從根本上使腎臟組織恢復功能，所以不能取得滿意的治療效果。(2)非生物人工腎小管的治療：通過血液透析/血液濾過，或采用血液灌流，或血漿置換等手段，可以部分除去血液中的毒性物質和芳香族氨基酸、酚類等化學物質，以減輕腎臟的負擔，但是這些非生物型人工腎側重于替代腎小球的濾過功能，不能完全替代腎臟的代謝，免疫和分泌等其它功能功能，尤其是對防治急性腎小管上皮細胞壞死的效果不滿意。(3)生物人工腎小管的治療：1996年Humes?HD首次用犬腎近端小管細胞株(MDCK)構建生物人工腎小管輔助裝置，首次發現生物人工腎小管輔助裝置可以復制出腎小管的功能，10余年來，世界各地的學者進行了相關的實驗和臨床研究，已經初步證實了生物人工腎小管輔助裝置(Bioartificial?renal?tubuleassist?device，RAD)具備腎小管的功能，對于降低ARF、CRF、MODS的高病死率，和防治急性腎小管上皮細胞壞死有十分重要的意義。但是這一裝置還有許多的缺陷，例如腎臟細胞RAD的支架是借助市售的透析器，細胞在透析器上貼壁情況不能令人滿意，RAD構建的細胞的生物相容性，等等。其中最為重要的是腎臟細胞在透析器上貼壁情況不能令人滿意，因此實用新型一個利于細胞貼壁生長的支架-生物反應器，就顯得十分重要。

發明內容

本實用新型的目的是克服現有的生物人工腎小管輔助裝置的不足，提供一種替代人體腎臟的生物人工腎小管生物反應器，由生物反應器、蠕動泵、細胞培養液恒流裝置和恒溫箱構成，生物反應器由塑料外殼、細胞培養液出口、細胞培養液進口、灌注液進口、灌注液出口、聚砜膜納米材料支撐層、中空纖維管構成，中空纖維管呈同心圓排列，蠕動泵的輸出端與生物反應器的灌注液進口連接，蠕動泵的輸入端與生物反應器的灌注液出口連接，恒流裝置的輸出端與生物反應器的細胞培養液進口連接，恒流裝置的輸入端與生物反應器的細胞培養液出口連接，生物反應器、蠕動泵和恒流裝置同置于恒溫箱內。

蠕動泵以40ml/分鐘的流速傳動。中空纖維管設置1000根，中空纖維管的管壁作為濾過膜，其孔徑同市售的F100s透析器。

本實用新型提供的生物反應裝置，設有外源腎臟細胞培養液出入的進出口，設有加入新鮮培養液或新鮮的含有外源腎臟細胞培養液的出入口，用中空纖維管將灌注液和外源腎臟細胞培養液隔開，兩者之間可進行中低分子的物質交換，全部中空纖維管外腔可容納20ml細胞懸液，排列在呈同心圓狀的聚砜膜納米材料作為支撐層和中空纖維管可供腎臟細胞以5×10⁷/ml的密度黏附聚集，灌注液進口和灌注液出口，全部中空纖維管內腔可供灌注液通過，灌注液中的氧氣和營養物質通過半透性的中空纖維管膜供應給腎臟細胞，同時腎臟細胞產生的代謝物質和二氧化碳也可通過該膜交換進入灌注液；蠕動泵使灌注液在上述生物反應器與灌注液循環系統之間進行循環，培養液的恒流裝置，使培養液在上述生物反應器通過蠕動泵進行恒速循環。

本實用新型的生物反應器，由排列在呈同心圓狀的聚砜膜納米材料支撐層和中空纖維管都可供腎臟細胞黏附聚集。蠕動泵使灌流液在上述生物反應器之間進行循環的恒流裝置，培養液的恒流裝置，使培養液的在上述生物反應器進行循環的恒流等制成。

本實用新型所采用機械部件，均為市購。