[實(shí)用新型]多層膜片結(jié)構(gòu)灌流型生物反應(yīng)器

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200820165369.8
• 申請(qǐng)日: 2008-09-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201286882Y
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李蘭娟;呂國(guó)良;喻成波;章益民;潘小平;徐威
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): A61M1/00
• 分類(lèi)號(hào): A61M1/00;A61F2/02
• 代理公司: 杭州求是專(zhuān)利事務(wù)所有限公司
• 代理人: 張法高;趙杭麗

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于生物醫(yī)學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種醫(yī)療設(shè)備，為生物型或混合型人工肝治療提供治療的核心裝置——人工肝用多層膜片結(jié)構(gòu)灌流型生物反應(yīng)器。

背景技術(shù)

生物人工肝一般由細(xì)胞成份及體外循環(huán)裝置即生物反應(yīng)器組成，能夠暫時(shí)替代嚴(yán)重病變的肝臟功能，從而使患者成功過(guò)渡到肝臟移植或者肝臟功能自發(fā)恢復(fù)，是肝移植治療的必要補(bǔ)充，在肝衰竭治療中的應(yīng)用前景廣闊。目前，世界上多個(gè)國(guó)家的研究中心對(duì)細(xì)胞和生物反應(yīng)器都進(jìn)行了較為深入的研究，且已有部分生物人工肝系統(tǒng)進(jìn)入臨床驗(yàn)證階段，但效果并不理想，而國(guó)內(nèi)尚無(wú)成形生物人工肝產(chǎn)品。

生物反應(yīng)器是體外生物人工肝支持系統(tǒng)的核心部分，其性能對(duì)體外培養(yǎng)肝細(xì)胞的功能有直接影響，并進(jìn)一步關(guān)系到生物人工肝支持系統(tǒng)的療效和安全。目前的生物反應(yīng)器可大致分為：中空纖維生物反應(yīng)器、平板單層生物反應(yīng)器、灌流床或支架生物反應(yīng)器、微囊懸浮生物反應(yīng)器等類(lèi)型。其中，圍繞中空纖維技術(shù)研制的生物人工肝系統(tǒng)應(yīng)用較為廣泛。但肝細(xì)胞在中空纖維管中分布不均勻，半透膜屏障或膠原層不利于培養(yǎng)細(xì)胞與患者血液間進(jìn)行充分物質(zhì)交換。晚近，隨著肝細(xì)胞體外培養(yǎng)技術(shù)的改進(jìn)及新型生物高分子材料的研發(fā)，光蝕刻、微流控等高新科技也逐漸應(yīng)用于反應(yīng)器的研制中，生物人工肝反應(yīng)裝置的構(gòu)建也不斷完善。但總的來(lái)看，成功的生物反應(yīng)器應(yīng)具備以下條件：1、提供充足的細(xì)胞生長(zhǎng)空間，支持一名肝衰竭患者功能約10％肝量，折合肝細(xì)胞量約150億。2、良好的生物相容性，可有效維持肝細(xì)胞的活性，尤其是功能活性。高分子多孔支架及膜材料的研究已取得較大進(jìn)展。此外，包括合適氧氣、營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)，代謝產(chǎn)物排出通道建立，保護(hù)細(xì)胞免受物理、化學(xué)及宿主免疫攻擊等因素均應(yīng)考慮在內(nèi)。3、易于放大、方便運(yùn)輸、可常規(guī)滅菌及耐低溫保存等。總之，盡量模擬體內(nèi)肝細(xì)胞生長(zhǎng)微環(huán)境，最大化的展示體內(nèi)成熟肝細(xì)胞功能是當(dāng)今各種反應(yīng)器設(shè)計(jì)的原則及趨勢(shì)。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型模擬人體肝小葉生理結(jié)構(gòu)，以新型膜材料為基礎(chǔ)，提供一種人工肝用多層膜片結(jié)構(gòu)灌流型生物反應(yīng)器，即是一種生物人工肝支持系統(tǒng)提供多層膜結(jié)構(gòu)灌流型生物反應(yīng)器。該生物反應(yīng)器由圓柱形的箱體、液體出口、液體入口、同心圓膜片和實(shí)心圓膜片構(gòu)成，箱體內(nèi)壁設(shè)有凹槽，同心圓膜片中心設(shè)有通道，實(shí)心圓膜片的邊緣設(shè)有網(wǎng)格狀孔隙，同心圓膜片和實(shí)心圓膜片通過(guò)凹槽嵌合于箱體內(nèi)，液體入口及液體出口分別以螺紋連接有旋蓋，旋蓋選用600目的細(xì)胞篩網(wǎng)材料制備。箱體選用透明有機(jī)玻璃。

同心圓膜片和實(shí)心圓可選用聚醚砜膜等高分子膜材料。

本實(shí)用新型提供的人工肝用多層膜片結(jié)構(gòu)灌流型生物反應(yīng)器具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)新型膜材料為細(xì)胞提供三維立體生長(zhǎng)環(huán)境，使細(xì)胞長(zhǎng)時(shí)間維持活性功能。(2)與多孔支架相比，細(xì)胞分布均勻，微環(huán)境一致。(3)血液在反應(yīng)器內(nèi)流經(jīng)多層膜結(jié)構(gòu)，與細(xì)胞直接接觸，可充分進(jìn)行物質(zhì)交換。(4)設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)布置緊湊，易于放大，方便運(yùn)輸。

附圖說(shuō)明

圖1：人工肝用多層膜片結(jié)構(gòu)灌流型生物反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2：人工肝用多層膜片結(jié)構(gòu)灌流型生物反應(yīng)器縱切面示意圖。

圖3：同心圓膜片4示意圖。

圖4：實(shí)心圓膜片5示意圖。

圖5：生物人工肝灌流系統(tǒng)使用示意圖。

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型結(jié)合附圖和實(shí)施例作進(jìn)一步的說(shuō)明。

實(shí)施例1

參見(jiàn)圖1-4，人工肝用多層膜片結(jié)構(gòu)灌流型生物反應(yīng)器，該反應(yīng)器由圓柱形箱體1、液體出口2、液體入口3、同心圓膜片4和實(shí)心圓膜片5構(gòu)成，箱體1內(nèi)壁設(shè)有凹槽6，同心圓膜片4設(shè)有通道7，通道7為液體流經(jīng)通道，實(shí)心圓膜片5的邊緣設(shè)有網(wǎng)格狀孔隙8，網(wǎng)格狀孔隙8便于液體上溢，同心圓膜片4和實(shí)心圓膜片5通過(guò)凹槽6嵌合于箱體1內(nèi)，形成多層膜結(jié)構(gòu)的充分物質(zhì)交換環(huán)境，液體入口3和液體出口2連接有旋蓋9和旋蓋10，以螺紋連接，旋蓋9和旋蓋10選用600目的細(xì)胞篩網(wǎng)材料制備。箱體1選用透明有機(jī)玻璃。

同心圓膜片4和實(shí)心圓5可選用聚醚砜膜等高分子膜材料，能夠?yàn)橥庠葱愿渭?xì)胞提供三維立體生長(zhǎng)環(huán)境，更接近體內(nèi)生長(zhǎng)狀況，使細(xì)胞功能更加完善。

實(shí)施例2

參見(jiàn)圖5，使用過(guò)程如下：血液11流出，經(jīng)血漿分離器12分離成細(xì)胞成份和血漿成份，其中血漿成份進(jìn)入體外循環(huán)池13，然后從液體入口3進(jìn)入反應(yīng)器14內(nèi)，經(jīng)實(shí)心圓膜片5邊緣網(wǎng)格孔8上溢，然后從同心圓膜片4的中心通道7繼續(xù)上溢，血漿整體流動(dòng)呈S形，在流動(dòng)過(guò)程中與同心圓膜片4、實(shí)心圓5上生長(zhǎng)的肝細(xì)胞直接接觸(肝細(xì)胞為預(yù)先接種，具體步驟見(jiàn)下)，充分進(jìn)行物質(zhì)交換后，經(jīng)液體出口2流出，返回循環(huán)池13，經(jīng)過(guò)多次循環(huán)后，經(jīng)管路15與細(xì)胞成份一起回輸體內(nèi)。