[發明專利]螺旋形中空纖維管人工肝生物反應器

無效

• 申請號: 201110123588.6
• 申請日: 2011-05-13
• 公開（公告）號: CN102258817A
• 公開（公告）日: 2011-11-30
• 發明（設計）人: 許少鋒;謝義菁;王愛林;汪久根
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: A61M1/18
• 分類號: A61M1/18;A61M1/20;A61M1/00;A61F2/00;C12M3/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

技術領域

本發明涉及一種人工肝生物反應器，尤其是涉及一種螺旋形中空纖維管人工肝生物反應器。

背景技術

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

目前，現有的應用在人工肝系統中的生物反應器一般都是中空纖維生物反應器，即將多根中空纖維管封裝于一圓柱形容器內，中空纖維管將容器分為內、外兩腔，中空纖維管內稱為內腔，中空纖維管外稱為外腔。內腔纖維管內流入患者血漿/血液，外腔可灌注一定含肝細胞的培養液用于接種肝細胞。肝細胞是貼壁型細胞，但是一般中空纖維生物反應器的管形都是直管，不利于管外腔中培養的肝細胞貼壁生長。另外，患者血漿/血液在直管內流動時，流場規則一致，不會出現二次流現象，血漿/血液和外腔不能進行充分的物質交換。

發明內容

本發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器。受人體肝臟內血管布局和形狀啟發，根據仿生思想模擬肝臟的血管，在現有的中空纖維生物反應器普遍采用直管的基礎上，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。

本發明采用的技術方案是：

本發明的是一種螺旋形中空纖維管人工肝生物反應器，在透明的圓柱形容器內的中心均勻并列封裝有多根中空纖維管，中空纖維管內為內腔，中空纖維管外側為外腔，內腔的患者血漿/血液進口和患者血漿/血液出口分別設置在圓柱形容器的兩端，外腔的肝細胞培養液進口和肝細胞培養液出口分別并列設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流動會產生二次流，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流動會產生二次流，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，延長體外人工肝支持作用時間。

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器示意圖。

圖2是螺旋形中空纖維管參數標定圖。

圖中：1、患者血漿/血液進口；2、患者血漿/血液出口；3、肝細胞培養液進口；4、肝細胞培養液出口；5、外腔；6、圓柱形容器；7、螺旋形中空纖維管。

具體實施方式

下面將結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明。

如圖1所示，本發明在透明的圓柱形容器6內的中心均勻并列封裝有多根中空纖維管，中空纖維管內為內腔，中空纖維管外側為外腔，內腔的患者血漿/血液進口1和患者血漿/血液出口2分別設置在圓柱形容器6的兩端，外腔的肝細胞培養液進口3和肝細胞培養液出口4分別并列設置在圓柱形容器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器示意圖。本實施例人工肝生物反應器的外形為圓柱形，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用途需要放大或縮小，指定所需要的尺寸，如本實施例取長15cm，橫截面外徑5cm，橫截面內徑4cm。如圖1所示，患者血漿/血液通過進口1，進入螺旋形中空纖維管7內的內腔；患者血漿/血液流經螺旋形中空纖維管7內腔后，經出口2流出；3為肝細胞培養液的進口，即通過該進口注入肝細胞培養液至外腔5，用于肝細胞接種；4為肝細胞培養液出口，可以帶走部分毒素，同時是治療時的取樣口。