[發(fā)明專利]螺旋形中空纖維管人工肝生物反應(yīng)器

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110123588.6
• 申請(qǐng)日: 2011-05-13
• 公開（公告）號(hào): CN102258817A
• 公開（公告）日: 2011-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許少鋒;謝義菁;王愛林;汪久根
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): A61M1/18
• 分類號(hào): A61M1/18;A61M1/20;A61M1/00;A61F2/00;C12M3/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種人工肝生物反應(yīng)器，尤其是涉及一種螺旋形中空纖維管人工肝生物反應(yīng)器。

背景技術(shù)

生物反應(yīng)器是體外生物人工肝支持系統(tǒng)的核心裝置，是外源性肝細(xì)胞與肝衰竭病人血漿/血液進(jìn)行物質(zhì)交換的場(chǎng)所，是發(fā)揮人工肝支持作用的關(guān)鍵部位。作為生物反應(yīng)器要求有以下基本功能：中小分子物質(zhì)雙向傳輸以及免疫球蛋白等大分子物質(zhì)的免疫阻隔、保障肝細(xì)胞活性與功能、具有一定容量并且易于放大。

目前，現(xiàn)有的應(yīng)用在人工肝系統(tǒng)中的生物反應(yīng)器一般都是中空纖維生物反應(yīng)器，即將多根中空纖維管封裝于一圓柱形容器內(nèi)，中空纖維管將容器分為內(nèi)、外兩腔，中空纖維管內(nèi)稱為內(nèi)腔，中空纖維管外稱為外腔。內(nèi)腔纖維管內(nèi)流入患者血漿/血液，外腔可灌注一定含肝細(xì)胞的培養(yǎng)液用于接種肝細(xì)胞。肝細(xì)胞是貼壁型細(xì)胞，但是一般中空纖維生物反應(yīng)器的管形都是直管，不利于管外腔中培養(yǎng)的肝細(xì)胞貼壁生長。另外，患者血漿/血液在直管內(nèi)流動(dòng)時(shí)，流場(chǎng)規(guī)則一致，不會(huì)出現(xiàn)二次流現(xiàn)象，血漿/血液和外腔不能進(jìn)行充分的物質(zhì)交換。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種螺旋形中空纖維管人工肝生物反應(yīng)器。受人體肝臟內(nèi)血管布局和形狀啟發(fā)，根據(jù)仿生思想模擬肝臟的血管，在現(xiàn)有的中空纖維生物反應(yīng)器普遍采用直管的基礎(chǔ)上，將直中空纖維管改成螺旋形中空纖維管，能有效地提高體外人工肝的支持作用。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

本發(fā)明的是一種螺旋形中空纖維管人工肝生物反應(yīng)器，在透明的圓柱形容器內(nèi)的中心均勻并列封裝有多根中空纖維管，中空纖維管內(nèi)為內(nèi)腔，中空纖維管外側(cè)為外腔，內(nèi)腔的患者血漿/血液進(jìn)口和患者血漿/血液出口分別設(shè)置在圓柱形容器的兩端，外腔的肝細(xì)胞培養(yǎng)液進(jìn)口和肝細(xì)胞培養(yǎng)液出口分別并列設(shè)置在圓柱形容器的柱面上。所述的多根中空纖維管為多根螺旋形中空纖維管，其每根螺旋形中空纖維管的螺旋升角???????????????????????????????????????????????為：

式中：?R為螺旋管中心螺旋線所在的半徑，s為螺旋管導(dǎo)程。

所述的螺旋中空纖維管的螺旋升角不超過45°，不小于10°。

本發(fā)明具有的有益效果是：

1、與直中空纖維管相比，患者血液在螺旋形中空纖維管內(nèi)流動(dòng)會(huì)產(chǎn)生二次流，有利于血液充分混合，充分與管壁作用，提高人工肝的治療效率。

2、與直中空纖維管相比，患者血液在螺旋形中空纖維管內(nèi)流動(dòng)會(huì)產(chǎn)生二次流，可以防止血漿蛋白等大分子粘附在管壁處堵塞纖維膜孔，減輕膜污染，有助于中空纖維膜的解毒、傳質(zhì)，延長體外人工肝支持作用時(shí)間。

3、與直中空纖維管相比，螺旋形中空纖維管的外表面積更大，有利于貼壁型肝細(xì)胞的貼壁生長。

附圖說明

圖1是螺旋形中空纖維管人工肝生物反應(yīng)器示意圖。

圖2是螺旋形中空纖維管參數(shù)標(biāo)定圖。

圖中：1、患者血漿/血液進(jìn)口；2、患者血漿/血液出口；3、肝細(xì)胞培養(yǎng)液進(jìn)口；4、肝細(xì)胞培養(yǎng)液出口；5、外腔；6、圓柱形容器；7、螺旋形中空纖維管。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

如圖1所示，本發(fā)明在透明的圓柱形容器6內(nèi)的中心均勻并列封裝有多根中空纖維管，中空纖維管內(nèi)為內(nèi)腔，中空纖維管外側(cè)為外腔，內(nèi)腔的患者血漿/血液進(jìn)口1和患者血漿/血液出口2分別設(shè)置在圓柱形容器6的兩端，外腔的肝細(xì)胞培養(yǎng)液進(jìn)口3和肝細(xì)胞培養(yǎng)液出口4分別并列設(shè)置在圓柱形容器6的柱面上。所述的多根中空纖維管為多根螺旋形中空纖維管，其每根螺旋形中空纖維管的螺旋升角為：

式中：?R為螺旋管中心螺旋線所在的半徑，s為螺旋管導(dǎo)程。所述的螺旋中空纖維管的螺旋升角不超過45°，不小于10°。

如圖1所示，為螺旋形中空纖維管人工肝生物反應(yīng)器示意圖。本實(shí)施例人工肝生物反應(yīng)器的外形為圓柱形，透明塑料外殼，即圖中圓柱形容器6，它的大小尺寸可以根據(jù)用途需要放大或縮小，指定所需要的尺寸，如本實(shí)施例取長15cm，橫截面外徑5cm，橫截面內(nèi)徑4cm。如圖1所示，患者血漿/血液通過進(jìn)口1，進(jìn)入螺旋形中空纖維管7內(nèi)的內(nèi)腔；患者血漿/血液流經(jīng)螺旋形中空纖維管7內(nèi)腔后，經(jīng)出口2流出；3為肝細(xì)胞培養(yǎng)液的進(jìn)口，即通過該進(jìn)口注入肝細(xì)胞培養(yǎng)液至外腔5，用于肝細(xì)胞接種；4為肝細(xì)胞培養(yǎng)液出口，可以帶走部分毒素，同時(shí)是治療時(shí)的取樣口。