[發明專利]人工肝細胞微流體微囊制備方法及其微流體微囊發生裝置

有效

• 申請號: 201510969672.8
• 申請日: 2015-12-21
• 公開（公告）號: CN105457100B
• 公開（公告）日: 2018-09-25
• 發明（設計）人: 吳紅平;金曉芳;唐為忠
• 申請（專利權）人: 上海賽立維生物科技有限公司
• 主分類號: A61L27/38
• 分類號: A61L27/38;A61L27/50;A61K41/00;A61K9/50;A61K35/407;A61P1/16;A61J3/00
• 代理公司: 上海順華專利代理有限責任公司 31203
• 代理人: 陸林輝

本發明涉及組織工程和實驗室設備技術領域，特別涉及一種人工肝細胞微流體微囊制備方法及其該方法的專用設備—一種微流體微囊發生裝置。本發明利用海藻酸鈉與氯化鈣反應生成海藻酸鈣水凝膠的化學原理，通過設計微流體裝置，借助連續相液體對分散相液體的剪切力、表面張力等作用形成大小穩定的微囊。本發明制備得到的人工肝細胞微囊，能較長時間的維持囊內種子細胞功能，在體外肝衰竭類似血漿影響下和體內炎癥因素作用下依然能代謝有害物質，保持一定的肝功能，有望應用于生物人工肝系統和細胞治療。

技術領域

本發明涉及組織工程和實驗室設備技術領域，特別涉及一種人工肝細胞微流體微囊制備方法及其―種微流體微囊發生裝置。

背景技術

肝衰竭是常見的危重疾病，病情復雜，死亡率高。肝移植是治療肝衰竭較為有效的方法，但臨床上供體肝來源嚴重缺乏，很多患者在等待移植的過程中死亡。因此急需發明一種切實有效的生物人工肝支持系統，來暫代肝臟功能，給患者自身肝臟恢復創造一個良好的環境，或幫助患者順利過渡到移植手術期。生物人工肝支持系統中最核心的部分是種子細胞，該細胞能代替肝臟行使代謝、解毒、合成等功能，最理想的就是原代自體肝細胞，然而到肝病終末期，患者自體肝細胞狀態往往很差，難以勝任此工作。國內外研究較多的種子細胞有原代豬肝細胞、功能改進后的人肝癌細胞株、IPS類肝細胞和原代異體肝細胞等。常用的二維細胞培養模式很難維持這些細胞的功能。

微囊化細胞培養技術是利用生物兼容性高分子材料形成微囊將細胞包裹在其中實現三維培養的一種技術，形成的微囊可以阻絕免疫細胞及大分子抗體進入囊內，同時允許氧氣、營養物質和一些具有生物活性的小分子物質自由出入，能較好的保護囊內細胞維持細胞活性及功能。有學者將微囊化原代豬肝細胞應用于生物人工肝研究，取得了一定的成效。然而，常用的依靠高速氣流(Sugiura S，Oda T，Aoyagi Y，et a1..Microfabricatedairflow nozzle for microencapsulation of living cells into 150 micrometermicrocapsules[J].Biomed Microdevices，2007，9：91—99)、高壓靜電(Willaert R G,Baron G V.Gel entrapment and micro—encapsulation：methods,applications andengineering principles[J].Rev Chem Eng.,1996,12:185-205)等微囊發生裝置難以得到大小穩定的微囊，且制作成本高，制作過程容易對細胞造成損傷。

微流體技術是指采用微細加工技術制作出微通道網絡結構，或者將各種微細管道把實驗室大型設備集成在盡可能小的操作平臺上，用以完成不同實驗的技術。近些年來，該技術在化學、生物學等領域得到廣泛應用，它不僅使試劑的消耗降低，而且使實驗速度提高，費用降低，充分體現了當今實驗室設備微型化、集成化和便攜化的發展趨勢(林炳承,秦建華.微流控芯片分析化學實驗室[J].高等學校化學學報,2009,03:433-445)。因此，開發基于微流體的微囊發生裝置將簡化實驗步驟，縮小實驗設備，精確控制微囊大小，減小微囊制作過程對細胞造成傷害。

海藻酸鈉凝膠因具有生物相容性好、細胞毒性較低、無免疫原性、可被生物降解、可以在適宜的條件下加工成形等優點，正被廣泛應用于制作生物醫學領域的微囊，例如甲狀腺細胞、胰島細胞、肝細胞的包囊(Prakash S.Artificial cell therapy：Newstrategies for the therapeutic delivery of live bacteria[J].Journal ofBiomedicine and Biotechnology,2005，44—56)。單純的海藻酸鈉微囊化肝細胞，較傳統的二維細胞培養模式能更好的維持肝細胞功能。但由于肝細胞生長的特殊性，例如貼壁生長、需要膠原支撐等，單純的海藻酸鈉微囊尚無法長時間維持其功能，離應用于生物人工肝系統還有一段距離。

發明內容