專利名稱：生物人工肝細胞反應器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種醫(yī)療器械，特別涉及一種新型生物人工肝細胞反應器。
背景技術：
生物人工肝可為患者提供短暫的肝功能支持，是目前肝功能衰竭等疾病的有 效輔助治療手段，具有良好的應用前景。生物反應器作為生物人工肝的核心成分， 決定了其中細胞的活性及功能，從而也決定了生物人工肝的性能。
在本發(fā)明之前，目前臨床使用的生物反應器大致分為四種類型中空纖維型， 單層平板型，灌注床型和包被懸浮型。其中中空纖維型生物反應器是目前應用最 多的，它是將一束中空纖維管密封于透明有機材料的外殼中，該纖維將外殼分為 內外兩個腔， 一般內腔流動患者血漿，外腔培養(yǎng)肝臟細胞。該纖維同時還具有半 透膜功能，隔離細胞的同時實現(xiàn)物質的雙向運輸，從而達到肝功能支持的目的。
然而，該反應器在使用時尚存在一定的缺陷。首先，該反應器中的纖維密集 排列，不易放大，容量和有效交換面積小；其次，細胞堆積培養(yǎng)于中空纖維外部， 往往容易沉積底部，不能均勻分布于纖維之間；第三，細胞密集堆積培養(yǎng)，營養(yǎng) 和氧氣交換受限，限制了功能的同時也降低了細胞的活性；最后，肝細胞是錨足 樣細胞，堆積生長也會造成細胞活性的下降。而在灌注床系統(tǒng)中，肝細胞雖然能 貼壁培養(yǎng)，但由于其不能耐受液體循環(huán)帶來的剪切力，往往容易脫落。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的就在于克服上述缺陷，設計、研制一種新型生物人工肝細胞反 應器。
本發(fā)明的技術方案是
新型生物人工肝細胞反應器，蓋子在外殼上端，培養(yǎng)液出口在外殼下端，其 主要技術特征在于二層及二層以上平板重心對稱設置，每層平板中間設置圓孔， 表面設有二個以上小孔，并在平板表面紡有一層殼聚糖納米纖維支架，平板通過 中心圓孔固定在中空支架上，中空支架側面設置側孔。
本發(fā)明的優(yōu)點和效果在于用多層平板解決了中空纖維型反應器不能放大，容
量和有效交換面積低的問題，并同時能使細胞均勻貼壁培養(yǎng)。培養(yǎng)液自中間向四 周輻射狀流動，解決了反應器容易堵塞，溶液交換不均勻的問題。多層平板表面 靜紡的殼聚糖納米纖維能促進肝細胞粘附，解決了細胞貼壁不穩(wěn)定，容易脫落的 問題。
具體而言
(1) 反應器的大小可以通過增減平板層數(shù)來任意放大和縮??；多層圓形平 板層疊，在增加反應器的有效交換面積的同時，減小反應器體積，從而克服中空 纖維型反應器不能放大，容量和有效交換面積低的缺點。
(2) 細胞由中空支架上的開口加入，最后貼壁培養(yǎng)于各層平板上，這樣既 滿足了肝臟細胞需貼壁培養(yǎng)的要求，又能使細胞均勻分布。
(3) 培養(yǎng)液循環(huán)時，是由中空支架側孔流出，然后再由中心向四周輻射狀 流出，這樣培養(yǎng)液能充分與細胞接觸，帶給細胞營養(yǎng)的同時，將細胞分泌的有用 成分帶走，從而實現(xiàn)營養(yǎng)物質的充分交換。
(4) 細胞支架采用殼聚糖納米纖維膜，能很好的促進肝細胞在其表面的粘 附，從而耐受培養(yǎng)液循環(huán)帶來的剪切力
本發(fā)明的其它優(yōu)點和效果將在下面繼續(xù)說明。


圖1—一本發(fā)明結構原理示意圖。
圖2——本發(fā)明每層平板表面結構示意圖。
圖3——本發(fā)明應用示意圖。
具體實施例方式
如圖1、圖2、圖3所示
整個肝細胞反應器由二層及二層以上的多層平板3、中空支架5和外殼4組成； 本例中有50層的平板3，重心對稱設置；在每層平板3的表面設置多個小孔8，小 孔8呈等邊排列，直徑采lcm，同時在其表面紡上一層殼聚糖納米纖維支架10;每 二層平板3之間距離相等，每層平板3中間開有直徑2cm的圓孔9，以使中空支架5 穿過固定；中空支架5上端開口，下端封閉，其側面設置有數(shù)個側孔7，與平板3 數(shù)——對應，即本例中設置50個側孔7，且每個側孔7均位于每層平板3表面處； 平板3、中空支架5均設置在外殼4內，上面用蓋子2密封，蓋子2上設有培養(yǎng)液及 細胞入口l,外殼4底部中間設置培養(yǎng)液出口6; 應用時
首先將培養(yǎng)液出口 6關閉，然后將混有肝細胞的培養(yǎng)液ll由培養(yǎng)液及細胞入 口1加入，培養(yǎng)液11經(jīng)過中空支架5，由于中空支架5底部封閉，只能由中空支架5 的側孑L7向每層平板3流出，最終充盈整個反應器外殼4，細胞在流動過程中，均 勻地分布于各層平板3表面；加樣結束后，將培養(yǎng)液及細胞入口l密閉，并將整個 的反應器置于37。C環(huán)境下靜止半小時，使肝細胞能貼壁于殼聚糖納米支架材料10 表面。
待細胞貼壁牢固后，進行培養(yǎng)液的循環(huán)。培養(yǎng)液11由培養(yǎng)液入口6進入，經(jīng) 過中空支架5，再由側孔7流出，并由中心向四周輻射狀流動。流經(jīng)每層平板3表 面時，培養(yǎng)液ll可為肝細胞提供營養(yǎng)和氧氣，同時又可以將肝細胞分泌的有用成 分帶走，從而實現(xiàn)物質的充分交換。經(jīng)過交換后的培養(yǎng)液11由培養(yǎng)液出口6流出。 本發(fā)明請求保護的范圍并不僅僅局限于本具體實施方式
的說明。
權利要求
1.新型生物人工肝細胞反應器，蓋子在外殼上端，培養(yǎng)液出口在外殼下端，其特征在于二層及二層以上平板重心對稱設置，每層平板中間設置圓孔，表面設有二個以上小孔，并在平板表面紡有一層殼聚糖納米纖維支架，平板通過中心圓孔固定在中空支架上，中空支架側面設置側孔。
2. 根據(jù)權利要求1所述的新型生物人工肝細胞反應器，其特征在于中空支架上 端設有開口，下端封閉。
3. 根據(jù)權利要求1所述的新型生物人工肝細胞反應器，其特征在于中空支架側 面設置的側孔位于每兩層平板之間，且在每層平板的表面處。
4. 根據(jù)權利要求1所述的新型生物人工肝細胞反應器，其特征在于二層及二層 以上平板中每二層平板之間的距離相等，均為4mm,每層平板厚度為2mm。
5. 根據(jù)權利要求1所述的新型生物人工肝細胞反應器，其特征在于每層平板表 面上的小孔為直徑lcm,相鄰小孔間距離均為2cm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種新型生物人工肝細胞反應器。本發(fā)明技術特征是蓋子在外殼上端，培養(yǎng)液出口在外殼下端，二層及二層以上平板重心對稱設置，每層平板中間設置圓孔，表面設有二個以上小孔，并在平板表面紡有一層殼聚糖納米纖維支架，平板通過中心圓孔固定在中空支架上，中空支架側面設置側孔。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術中空纖維型、單層平板型、灌注床型和包被懸浮型生物人工肝細胞反應器存在的各自缺陷。本發(fā)明增加反應器的有效交換面積，肝臟細胞貼壁培養(yǎng)且使細胞均勻分布，實現(xiàn)營養(yǎng)物質的充分交換，促進肝細胞在細胞支架表面的粘附，從而耐受培養(yǎng)液循環(huán)帶來的剪切力。
文檔編號A61F2/00GK101342099SQ200810124260
公開日2009年1月14日 申請日期2008年7月4日 優(yōu)先權日2008年7月4日
發(fā)明者丁義濤, 儲薛慧, 施曉雷, 顧勁揚 申請人:南京大學醫(yī)學院附屬鼓樓醫(yī)院