專利名稱：新型生物人工肝細(xì)胞反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及人工肝支持系統(tǒng)，特別涉及一種新型生物人工肝細(xì)胞反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
生物人工肝是近20年來(lái)發(fā)展起來(lái)的人工肝支持系統(tǒng)，其基本原理是將體外培養(yǎng)增殖的肝細(xì)胞置于生物反應(yīng)器中，使患者血漿通過反應(yīng)器內(nèi)的纖維半透膜與培養(yǎng)的肝細(xì)胞進(jìn)行物質(zhì)交換，從而達(dá)到理想的人工肝支持作用，已逐漸成為終末期肝病一種安全有效的替代療法，因而具有廣泛的應(yīng)用前景。生物人工肝中細(xì)胞反應(yīng)器是核心部分，目前臨床使用的生物人工肝大多采用中空纖維型生物反應(yīng)器，它是將一束中空纖維管密封于透明有機(jī)材料的外殼中，該纖維管將外殼分為內(nèi)外兩個(gè)腔，一般內(nèi)腔流動(dòng)患者血漿，外腔培養(yǎng)肝臟細(xì)胞。該纖維管同時(shí)還具有半透膜功能，隔離細(xì)胞的同時(shí)實(shí)現(xiàn)物質(zhì)的雙向運(yùn)輸，從而達(dá)到肝功能支持的目的。
在本發(fā)明之前，生物人工肝的反應(yīng)器在應(yīng)用中存在著很多缺陷，如何保持反應(yīng)器中肝細(xì)胞的活性及功能是其中的關(guān)鍵問題之一。分析該問題產(chǎn)生原因，主要有以下兩點(diǎn)首先，肝細(xì)胞是一個(gè)貼壁生長(zhǎng)的細(xì)胞，它必須依附在一定的細(xì)胞外基質(zhì)上才能生長(zhǎng)，而反應(yīng)器中的肝細(xì)胞脫離了機(jī)體內(nèi)的內(nèi)環(huán)境，因而不易在反應(yīng)器中的膜材料上黏附生長(zhǎng)，而且功能表達(dá)也相應(yīng)降低；其次，肝細(xì)胞是一個(gè)高氧耗的細(xì)胞，而且其在反應(yīng)器中必須至少達(dá)到1010的數(shù)量級(jí)才能達(dá)到理想的效果，這就對(duì)反應(yīng)器的氧供提出了很高的要求，而目前應(yīng)用的反應(yīng)器大多在反應(yīng)器外部附加一個(gè)氧供設(shè)備，應(yīng)用不方便，效果也不理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于克服上述缺陷，研制一種新型生物人工肝反應(yīng)器。
本發(fā)明的技術(shù)方案是新型生物人工肝細(xì)胞反應(yīng)器，其特征在于在反應(yīng)器的透明聚丙烯外殼中設(shè)置殼聚糖納米多孔支架，并在支架中三角形排列進(jìn)中空纖維氧氣管和血漿管。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和效果在于將殼聚糖納米多孔支架引入反應(yīng)器內(nèi)，通過模擬細(xì)胞在體內(nèi)的微環(huán)境，為肝細(xì)胞的黏附和生長(zhǎng)提供一個(gè)良好的環(huán)境。同時(shí)，它還間隔選取反應(yīng)器中的中空纖維管作為專門的氧氣供應(yīng)管道，從而將供氧裝置整合進(jìn)反應(yīng)器內(nèi)部，為肝細(xì)胞的生長(zhǎng)提供充足的氧氣，而且每個(gè)氧氣管道和相鄰的血漿管道間距相等，所以能盡量使氧氣分散均勻，為生物人工肝帶來(lái)明顯的有益效果。


圖1--本發(fā)明反應(yīng)器縱向截面圖。
圖2--本發(fā)明反應(yīng)器橫向截面圖。
具體實(shí)施例方式
步驟如下首先，中空纖維管的排列設(shè)計(jì)將中空聚砜纖維管在聚丙烯外殼中呈等邊三角形排列，相鄰間距為3mm，兩端由隔離板上預(yù)先打好的孔中穿出。抽取相距6mm的中空纖維管作為氧氣供應(yīng)通道，其余纖維管用于血漿通道，按此方式得到兩束獨(dú)立的管道。
第二，殼聚糖納米多孔支架的制備采用冷凍干燥技術(shù)制備而成。將殼聚糖水凝膠由肝細(xì)胞加樣口注入聚丙烯外殼密閉腔內(nèi)，再將整個(gè)裝置置于低溫下冷凍，誘發(fā)相分離，體系穩(wěn)定后形成富溶劑相和富聚合物相，然后經(jīng)真空冷凍干燥除去溶劑而形成多孔泡沫支架結(jié)構(gòu)。
第三，反應(yīng)器的組裝聚丙烯外殼除了肝細(xì)胞加樣口，兩端還留有血漿、氧氣的進(jìn)出孔道。將步驟1中所得到的兩束獨(dú)立管道，分別放入對(duì)應(yīng)的孔道，并用醫(yī)用膠水固定，即完成反應(yīng)器的組裝。
如圖1所示，殼聚糖多孔支架材料外周為聚丙烯外殼，兩端為聚丙烯隔離板(6)，內(nèi)部排列著氧氣管道和血漿管道。肝細(xì)胞由肝細(xì)胞加樣口(5)加入，并黏附生長(zhǎng)于殼聚糖多孔支架材料的孔隙中。血漿由血漿入口(1)進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)，在血漿管道內(nèi)與管道外的肝細(xì)胞完成物質(zhì)交換后，從血漿出口(3)出反應(yīng)器，從而構(gòu)成血漿回路；氧氣由氧氣入口(2)進(jìn)入反應(yīng)器，在氧氣管道內(nèi)與管道外的培養(yǎng)液完成氣體交換后，再由氧氣出口(4)出反應(yīng)器，構(gòu)成氧氣回路。
如圖2所示，殼聚糖納米多孔支架(9)材料置于透明的聚丙烯外殼(7)中，肝細(xì)胞(10)黏附生長(zhǎng)于多孔支架(9)材料的孔隙中，而中空纖維管三角形排列于多孔支架(9)中，其中通氧氣的中空纖維管(11)與周圍相鄰的通血漿的中空纖維管(8)呈等邊三角形排列。
權(quán)利要求
1.新型生物人工肝細(xì)胞反應(yīng)器，其特征在于在反應(yīng)器的透明聚丙烯外殼中設(shè)置殼聚糖納米多孔支架，并在支架中三角形排列進(jìn)中空纖維氧氣管和血漿管。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型生物人工肝細(xì)胞反應(yīng)器，其特征在于中空纖維氧氣管與血漿管在殼聚糖納米多孔支架中呈等邊三角形排列。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的新型生物人工肝細(xì)胞反應(yīng)器，其特征在于中空纖維氧氣管與相鄰血漿管間等距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型生物人工肝細(xì)胞反應(yīng)器，其特征在于中空纖維氧氣管與相鄰血漿管間等距離為3mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型生物人工肝細(xì)胞反應(yīng)器，其特征在于反應(yīng)器外殼材料為透明聚丙烯。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新型生物人工肝細(xì)胞反應(yīng)器。本發(fā)明在于在反應(yīng)器的透明聚丙烯外殼中設(shè)置殼聚糖納米多孔支架，并在支架中三角形排列進(jìn)中空纖維氧氣管和血漿管。本發(fā)明解決了過去存在的肝細(xì)胞脫離了機(jī)體內(nèi)的內(nèi)環(huán)境，不易在膜材料上黏附生長(zhǎng)，功能表達(dá)也相應(yīng)降低，作為高氧耗的細(xì)胞肝細(xì)胞在反應(yīng)器中必須至少達(dá)到10
文檔編號(hào)A61M1/14GK101081182SQ20071002489
公開日2007年12月5日 申請(qǐng)日期2007年7月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月5日
發(fā)明者丁義濤, 施曉雷, 褚薛慧, 顧勁陽(yáng) 申請(qǐng)人:南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬鼓樓醫(yī)院