[發(fā)明專(zhuān)利]一種體外肝支持系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610065870.6
• 申請(qǐng)日: 2016-01-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105505775A
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王小紅;劉利彪
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): C12M3/00
• 分類(lèi)號(hào): C12M3/00;C12M1/12;C12M1/04
• 代理公司: 北京鴻元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11327
• 代理人: 邸更巖

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于生物醫(yī)療技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種體外肝支持系統(tǒng)。

背景技術(shù)

人體中最重要的一個(gè)內(nèi)臟器官就是肝臟，肝臟擔(dān)負(fù)著人體存活所必須的多種功能，不僅 可以解毒，也有分泌膽汁參與消化活動(dòng)，儲(chǔ)存肝糖和物質(zhì)代謝等重要機(jī)能。在人類(lèi)的機(jī)體活 動(dòng)中，身體的其他器官正常運(yùn)轉(zhuǎn)中會(huì)產(chǎn)生代謝產(chǎn)物隨血液排出，這是就需要肝臟來(lái)進(jìn)行對(duì)這 些對(duì)人體有害的物質(zhì)的清理。

目前，肝功能衰竭會(huì)嚴(yán)重的影響人類(lèi)的健康和生命，肝臟移植是治療晚期肝病的較好的 辦法，但是由于肝臟移植的供體缺乏，費(fèi)用高昂，術(shù)后需要長(zhǎng)期使用免疫抑制劑造成抵抗力 下降等原因，所以探索利用先進(jìn)的生物技術(shù)搭建體外肝支持系統(tǒng)緩解肝功能衰竭造成的影響， 是為患者進(jìn)行肝臟移植和自身肝細(xì)胞再生爭(zhēng)取時(shí)間和條件的有效手段，也為患者開(kāi)辟新的治 療途徑。

科研人員試圖在體外培養(yǎng)肝臟細(xì)胞，利用肝細(xì)胞的生理功能，患者血液流過(guò)反應(yīng)器時(shí)， 通過(guò)容器內(nèi)半透膜與肝細(xì)胞進(jìn)行物質(zhì)交換，從而達(dá)到人工肝支持的目的，生物反應(yīng)器是體外 肝支持系統(tǒng)的核心裝置，其性能直接關(guān)系到全套系統(tǒng)的效果。

現(xiàn)有的中空纖維管生物反應(yīng)器是由多根半透膜加工形成的中空纖維管平行排列在圓柱形 外殼內(nèi)而成，在纖維管內(nèi)外有兩個(gè)獨(dú)立的空間，纖維管內(nèi)用于患者血液循環(huán)灌注，纖維管外 部種植有肝細(xì)胞。患者血液透過(guò)半透膜與肝細(xì)胞進(jìn)行物質(zhì)交換(如圖5所示)。

現(xiàn)有的肝臟生物反應(yīng)器首先提取出患者的健康肝細(xì)胞，然后將其移植在反應(yīng)器中進(jìn)行增 值，等其狀態(tài)穩(wěn)定后方可進(jìn)行使用。圖6是現(xiàn)有反應(yīng)器內(nèi)部細(xì)胞生長(zhǎng)示意圖。所有的細(xì)胞是 直接相連的，為了避免免疫排斥反應(yīng)，所有的肝細(xì)胞必須來(lái)自同一個(gè)個(gè)體就是患者本人，血 液和肝細(xì)胞之間只有一道半透膜起到免疫隔效果，這在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程不是很理想，所以該裝 置也只能為特定的患者服務(wù)。

此種設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單可靠，但是，也有以下不足之處：1)無(wú)法及時(shí)的提供緊急服務(wù)，首先需要 從患者體內(nèi)提取健康肝細(xì)胞，然后擴(kuò)容增值，使其達(dá)到一定的數(shù)量才能夠進(jìn)行使用，這個(gè)過(guò) 程需要一定的時(shí)間，無(wú)法提前準(zhǔn)備；2)肝細(xì)胞之間是直接相互聯(lián)系的，沒(méi)有免疫阻隔，因此 肝細(xì)胞需要來(lái)自同一個(gè)個(gè)體，不能實(shí)現(xiàn)細(xì)胞的快速大量增殖，大規(guī)模擴(kuò)容；3)細(xì)胞來(lái)源單一 并且成體細(xì)胞的增值能力有限，再加上此種反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)所限，細(xì)胞的培養(yǎng)量不能實(shí)現(xiàn)高密 度培養(yǎng)；4)不能對(duì)細(xì)胞進(jìn)行連續(xù)的更新，實(shí)現(xiàn)連續(xù)穩(wěn)定的肝臟的解毒功能；5)細(xì)胞分布不均 勻，肝細(xì)胞在實(shí)際應(yīng)用中會(huì)聚集成較大的團(tuán)簇，既影響其生長(zhǎng)代謝又易造成半透膜空隙的堵 塞，不利于物質(zhì)交換。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)已有技術(shù)存在的不足之處，提供一種體外肝支持系統(tǒng)，可以提前準(zhǔn)備隨時(shí)為 急性肝病患者提供及時(shí)的體外肝功能支持，能隔離免疫排斥反應(yīng)，給不同的病人使用，并且 是提供持續(xù)穩(wěn)定的肝功能支持。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種體外肝支持系統(tǒng)，其特征在于：所述的體外肝支持系統(tǒng)包括儲(chǔ)液器、氧合器和至少一 個(gè)培養(yǎng)單元，多個(gè)培養(yǎng)單元并列布置，每個(gè)培養(yǎng)單元包括反應(yīng)器、濾網(wǎng)和蠕動(dòng)泵；所述的反 應(yīng)器由外筒和至少一個(gè)螺旋纖維管組成，多個(gè)螺旋纖維管共同使用同一個(gè)進(jìn)口和出口，在螺 紋纖維管中儲(chǔ)存有含細(xì)胞的微囊；儲(chǔ)液器內(nèi)裝有細(xì)胞培養(yǎng)液，儲(chǔ)液器的出液口通過(guò)硅酮橡膠 管與氧合器相連，氧合器的出口通過(guò)硅酮橡膠管分為多個(gè)支路，每個(gè)支路依次經(jīng)過(guò)蠕動(dòng)泵、 螺紋纖維管和濾網(wǎng)與儲(chǔ)液器入口相連接，形成一個(gè)循環(huán)回路；反應(yīng)器的外筒的入口與出口分 別經(jīng)硅酮橡膠管與血液入口和血液出口相連。

上述技術(shù)方案中，所述的含細(xì)胞的微囊為含有肝細(xì)胞的微囊，或含有肝細(xì)胞和干細(xì)胞的 微囊，干細(xì)胞為脂肪干細(xì)胞、骨髓充間質(zhì)干細(xì)胞或胚胎干細(xì)胞。

優(yōu)選地，所述螺旋纖維管由半透膜材料制造而成，內(nèi)徑為0.1～2mm。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和突出性效果：①所有的細(xì)胞被封存在微囊之內(nèi)，能隔離免疫排斥 反應(yīng)，給不同的病人使用。②微囊可以提前制作培養(yǎng)，所以本系統(tǒng)可以及時(shí)的為急性肝病患 者提供體外肝功能支持。③反應(yīng)器內(nèi)并列有多個(gè)螺旋纖維管，螺旋纖維管內(nèi)的微囊是可以替 換的，這樣就可以提供持續(xù)穩(wěn)定的肝功能支持。④細(xì)胞分布均勻，且可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行 任意增容，細(xì)胞培養(yǎng)量易于實(shí)現(xiàn)高密度和大容量。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明一種體外肝支持系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是反應(yīng)器的三維結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。