[實用新型]人工肝用多孔磚式填充支架型反應器

無效

• 申請號: 200920119002.7
• 申請日: 2009-04-30
• 公開（公告）號: CN201418901Y
• 公開（公告）日: 2010-03-10
• 發明（設計）人: 李蘭娟;朱春俠;喻成波;杜維波;呂國良;郝紹瑞
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: A61M1/00
• 分類號: A61M1/00;A61M1/38
• 代理公司: 杭州中成專利事務所有限公司
• 代理人: 唐銀益

技術領域

本實用新型涉及一種醫療設備，是一種生物型或混合型人工肝治療的核心裝置——人工肝用多孔磚式填充支架型反應器。

背景技術

人工肝支持治療作為重癥肝炎、肝衰竭患者的有效治療手段之一已被世界公認。它包括非生物型、生物型、混合型人工肝三大類，其中后兩類是主要的國際發展方向。生物反應器(即反應器)正是生物型和混合型人工肝治療的核心裝置，既為外源性肝細胞和患者血液或血漿提供物質交換的場所，又為肝細胞提供適宜的生長環境，應用前景廣闊。理想的人工肝用生物反應器，應當符合以下基本要求：1、充足的肝細胞生長空間，支持一名肝衰竭患者約需10％的正常肝臟質量，折合肝細胞數約150億。2、良好的生物相容性，能保證肝細胞的活性和功能。3、中小物質雙向傳輸，大分子物質免疫阻隔。

迄今生物反應器主要有四種類型：中空纖維型、平板單層培養型、灌流床式/支架型和細胞包裹/懸浮型。目前臨床應用最多的是中空纖維型反應器，它兼具免疫隔離和氧合的功效，細胞受剪切力小，但存在以下缺點：1、傳統的中空纖維反應器細胞生長空間不足、分布不均、細胞黏附性差；2、只能提供二維培養，不能提供三維立體培養；3、半透膜屏障或膠原層會影響物質交換效率；4、細胞生長在纖維表面故易堵塞纖維孔。而平板單層培養型由于體表面積比小、放大困難，細胞包裹/懸浮型由于懸浮細胞的穩定性不佳、包裹細胞的物質交換受影響，近年來研究報道不多。在動物實驗和細胞培養方面應用也較多的另一類型反應器，是灌流床式/支架型反應器。它具有以下優點：1、肝細胞與血漿或血液直接接觸，有利于物質交換；2、生物支架材料的引入，使得細胞生長空間增大；3、生物支架能為肝細胞提供附著底物及三維立體生長環境；肝細胞作為一種貼壁生長型細胞，必須附著才能存活和維持功能，且三維立體生長環境有利于肝細胞球形體的生成，有利于細胞功能的發揮和長久維持。但它存在以下缺點：1、存在缺乏免疫隔離的安全隱患；2、細胞的氧供不充分；3、整個反應器支架的中心地帶及邊緣地帶易產生無效腔、死腔；4、通過大量支架的阻力大，所需的灌流強度大，導致細胞受剪切力大，難以放大。

如何綜合不同種類反應器的優勢，揚長避短，克服缺陷，成為新近國內外研究的熱點。近年來，生物支架材料研究有了長足進展，新興的納米材料、內部呈三維立體網狀連通結構的海藻酸-殼聚糖等天然材料以及半乳糖、肝素等修飾的高分子聚合物材料大量涌現并廣泛應用于細胞培養。生物支架材料的長足進展為新型反應器的研制，創造了巨大契機。國際上現有的綜合性能較好的反應器，往往結構復雜、制作工藝要求高、成本高。研制綜合性能良好、結構和制作工藝簡單、成本相對低的新型生物反應器，對于廣大的發展中國家和第三世界國家，具有特殊重要的現實意義。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術中的不足，提供一種兼具氧合、免疫隔離功能，灌流均勻充分，無效腔、死腔改善，制作成本低、實用性強的人工肝用多孔磚式填充支架型反應器。

本實用新型是通過以下技術方案實現的：

提供一種人工肝用多孔磚式填充支架型反應器，包括反應器外殼；所述反應器外殼內部由兩個密布網格的隔離板分為三個艙：自下而上為氧合艙、填充支架艙、免疫阻隔艙，氧合艙與填充支架艙之間、填充支架艙與免疫阻隔艙之間設帶網格的隔離板；

所述氧合艙內橫向布置有透氣不透水的中空纖維，艙底部設液體入口；中空纖維內部為氣體通路，其兩端分別連接氣體入口和氣體出口；

所述填充支架艙是一個密布著細長孔柱的透明有機玻璃的固定床，固定床孔柱內填充三維多孔隙生物支架小球；固定床的底面和頂面均緊挨隔離板，隔離板上網格的邊長小于支架小球直徑以防止支架小球漏出；

所述免疫阻隔艙由外殼、中空纖維和密封卡口蓋三部分組成；免疫阻隔艙的側壁設液體出口且與中空纖維外部的空間相連，艙底的密封卡口蓋與填充支架艙頂部的隔離板相連；中空纖維是縱向布置且具有透水和免疫阻隔作用的中空纖維，其內腔下端開口與填充支架艙連通，上端封閉。

作為一種改進，所述氧合艙和填充支架艙相互連接為一個整體，免疫阻隔艙為獨立構件。

作為一種改進，所述支架小球的直徑為2mm，固定床孔柱的直徑為3mm，僅允許三維多孔隙生物支架小球單排置入。

作為一種改進，所述填充的支架小球是以下的任意一種：海藻酸-殼聚糖支架小球、聚乙烯樹脂支架小球、聚氨酯泡沫支架小球或聚己內酯支架小球，支架小球內部呈三維網狀連通結構。

作為一種改進，所述填充支架艙的底面與隔離板固定式連接，其頂面的隔離板與免疫阻隔艙的密封卡口蓋相連。