專利名稱：向移植細胞運輸氧的設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明的一些應用概括地涉及可植入的醫(yī)學裝置。具體地，本發(fā)明的一些應用涉及產(chǎn)生氧并向移植的細胞(如移植的胰島中的細胞)提供氧的可植入裝置。
背景技術：
氧對包括有氧代謝在內(nèi)的許多生理和代謝過程不可缺少。移植細胞的供氧不足常導致細胞損傷或死亡。供氧在維持移植的細胞中是至關重要的因素。在健康的個體中，調(diào)節(jié)胰島素釋放，以使血糖水平保持在約70-110毫克/分升的范圍。在糖尿病患者中，根本不產(chǎn)生胰島素(I型糖尿病)，或者身體細胞對產(chǎn)生的胰島素作出不適當?shù)姆磻?II型糖尿病)。其結果增高血糖水平。由于移植物-宿主排斥，以及向移植物供氧不足產(chǎn)生的缺血性狀況，而損及許多細胞移植的成功。植入細胞后，從身體組織，在一些情況中，從借助于血管生成因子例如 VEGF和bFGF圍繞移植的細胞形成的血管結構，向植入的細胞供氧(主要通過擴散)。但是， 自然的擴散速度太慢，不能向細胞提供可觀的所需量的氧。Vardi等人的PCT公開WO 01/50983及其進入國家階段的美國專利申請 10/466，069 (通過援引并入本文)，描述了可植入的裝置，其包含容納功能性細胞的室以及向所述功能性細胞供氧的氧發(fā)生器。在一個實施方案中，所述氧發(fā)生器被描述為包含在被照射時將二氧化碳轉變成氧的光合細胞。在另一個實施方案中，所述氧發(fā)生器被描述為包含通過電解產(chǎn)生氧的電極。Rotem的美國專利申請公開2005/0136092 (通過援引并入本文)描述了包括適合于植入個體身體中的室的設備，所述室包括功能性細胞和含葉綠素的元件(其包含專性光能自養(yǎng)生物的葉綠素)。典型地，所述含葉綠素的元件包括完整的光合細胞和/或分離的葉綠體。所述含葉綠素的元件向所述功能性細胞供氧，和/或消耗所述功能性細胞產(chǎn)生的二氧化碳。所述室具有一面或多面的壁，所述壁經(jīng)過調(diào)節(jié)可以滲透營養(yǎng)物和所述細胞產(chǎn)生或分泌的物質。所述壁典型地還免疫隔離所述細胞與身體的組成。所述室適應于植入所述對象的皮膚下，或者腹膜中。所述設備還包含適應于向所述含葉綠素的元件提供光照的光源。 所述室可包含氧傳感器，其檢測在所述功能性細胞的鄰近，和/或在所述含葉綠素的元件的鄰近的氧濃度。提供一系列脈沖式光通常降低所述設備的耗能，和/或提供對所述含葉綠素的元件產(chǎn)氧量的控制，和/或提供對所述含葉綠素的元件消耗二氧化碳量的控制。在本發(fā)明的一些實施方案中，所述室包含氧儲存器，其典型地包含例如響應于所述氧儲存器附近的氧濃度而儲存和釋放氧的材料。所述氧儲存器典型地儲存由所述含葉綠素的元件產(chǎn)生的超出所述功能性細胞目前所需的氧，并且若后來所述含葉綠素的元件產(chǎn)生的氧不足則釋放儲存的氧。Evron等人的PCT公開WO 06/059322描述了設備，其包括適合于植入個體身體的室。所述室包括功能性細胞和含葉綠素的元件(其包含專性光能自養(yǎng)生物的葉綠素)。還描述了其他實施方案。

授予Neuenfeldt等人的美國專利5，713，888描述了用于宿主組織的植入組件。所述植入組件包含袋狀物，所述袋狀物包括界定用于容納第二元件的室的壁構件。所述壁構件包括外血管化膜(outer vascularizing membrane)，所述外血管化膜的構造引起血管結構在所述宿主組織附近，所述血管化膜與宿主組織之間的界面的附近生長。所述組件包括第二元件，其可移動地被插入所述室中，所述室包括用于接收細胞的內(nèi)部以及界定免疫隔離膜(其從所述宿主組織的免疫反應隔離所述細胞)的壁構件。授予Colton等人的美國專利6，368，592描述用于通過將水電解成氧和氫的氧發(fā)生器產(chǎn)生氧來體外或體內(nèi)向細胞供氧的技術。所述氧發(fā)生器被描述為向細胞供氧，所述細胞包含在用于植入身體中的密封室中，例如，由能夠選擇進入和離開所述室的組分的半透性屏蔽層界定的免疫隔離室。授予Diorme等人的美國專利6，960，351描述用于植入細胞的個體中的免疫隔離性載體，所述細胞產(chǎn)生需要的產(chǎn)物或者提供所需的代謝功能。所述載體包含，含有隔離細胞的中心區(qū)，和足以維持所述細胞的材料，以及不含有所述隔離細胞的滲透選擇性的生物相容的外周區(qū)，其免疫隔離所述中心并向所述個體遞送分泌的產(chǎn)物或提供代謝功能。所述載體被描述為特別適合于從被免疫隔離的胰島遞送胰島素，并有利地用于遞送高分子量的產(chǎn)物，例如大于IgG的產(chǎn)物。還描述制備生物相容性的免疫隔離性的可植入的載體的方法，包括共擠壓操作的第一實施方案，和分步操作的第二實施方案。描述了一種方法，其用于將細胞隔離在生物相容性免疫隔離性的可植入的載體內(nèi)，所述載體保護被隔離的細胞免受被植入所述載體的個體中的免疫系統(tǒng)攻擊。描述了向個體提供所需的生物產(chǎn)物或代謝功能的方法，其包括將免疫隔離性載體植入所述個體，所述免疫隔離載體含有產(chǎn)生所述產(chǎn)物或提供所述代謝功能的隔離的細胞。此'351專利描述了一種載體，至少在一個方面，其能夠使在所述中心內(nèi)的任何隔離細胞充分地接近受體的周圍組織(包括所述受體的血流)以維持所述隔離細胞的生命力和功能。但是，用于形成所述載體的材料的擴散性局限不是在所有情況中僅歸結于其結構限制。可以使用某些添加劑，其改變或提高基本載體的擴散性，或營養(yǎng)物或氧的轉運性。 例如，內(nèi)部介質可補充有氧飽和的全氟碳化合物，由此減低與血液攜帶的氧緊密接觸的需要。這被描述為使隔離的細胞或組織能夠維持生命力，同時，例如，血管緊張素從所述載體梯度地釋放入周圍組織中，刺激毛細血管向內(nèi)生長。
授予Clark，Jr.等人的美國專利4，721，677描述了可植入的生物傳感器，以及檢測在氧存在下分析物(如葡萄糖)與酶之間的酶反應產(chǎn)生的產(chǎn)物(例如過氧化氫)的方法。 所述生物傳感器被描述為配置有容納氧的密封室，并可改造用于從容器相鄰的動物組織抽取氧。所述生物傳感器設計用來通過光學或電學方法檢測酶反應產(chǎn)生的用作分析物功能的產(chǎn)物。關于全氟碳化合物的文獻和使用方法在Faithful，N. S. Anaesthesia，42， pp. 234-242(1987)禾口 NASA Tech Briefs MSC-21480, U. S. Govt. Printing Office, Washington, D. C. 20402 中有述。Monzyk等人的美國專利申請公開2005/0025680描述了光解細胞和植入所述細胞的光解人工肺。所述光解人工肺將水轉化成氧供血液吸收，調(diào)節(jié)PH，除去二氧化碳，并且同時產(chǎn)生電能。所述光解人工肺包括光解細胞，所有的化學反應在所述光解細胞中發(fā)生。此外，Monzyk描述了用于產(chǎn)生氧的光解敏感性材料。這些材料用于無氣體的人工肺的制作。 所述光解細胞被描述為用于引導除肺之外的其他器官中的化學反應，并用于維持封閉系統(tǒng)中的呼吸空氣。以下專利和專利申請可能是相關的Vardi 的 PCT 公開 WO 01/050983Gross 的 PCT 公開 WO 07/138590Rotem 的 PCT 公開 TO 08/062417Rotem 的 PCT 公開 WO 08/065660Stem 的 PCT 公開 WO 09/031154授予Hu的美國專利2，564，977授予Yang等人的美國專利5，614，378授予Han等人的美國專利6，268, 161授予ftx)kop等人的美國專利6，383，478授予Fraker等人的美國專利6，630, 154授予Clark，Jr.等人的美國專利6，815，186Revazova等人的美國專利申請公開2003/0113302Vardi的美國專利申請公開2004/0133188Kreiss的美國專利申請公開2004/0178358Ricordi等人的美國專利申請公開2006/0024276Lee的美國專利申請公開2006/0035370Rotem的美國專利申請公開2009/0012502以下文章可能是相關的Kaisers U 等人，“Liquid ventilation,，，British Journal of Anaesthesia 91(1) :143-151(2003)Lacy PE 等人’ "Maintenance of normoglycemia in diabetic mice by subcutaneous xenografts of encapsulated islets,，，Science 1782-4(1991)Lorch H 等人，"Central Venous Access Ports Placed by Interventional Radiologists !Experience with 125 Consecutive Patients, " Journal CardioVascular and Interventional Radiology,180-184頁，Issue Volume 24,Number 3(2001)Silva AI 等人，“An overview on the development of a bio-artificial pancreas as a treatment of insulin-dependent diabetes mellitus,”Med Res Rev26(2) 181-222 (2006)Waschke KF禾口Frietsch T〃 Modified haemoglobins and perfluorocarbons " (Current Opinion in Anaesthesiology. 12(2) 195-202(1999)

發(fā)明內(nèi)容
在本發(fā)明的一些應用中，公開了一種設備，其包括用于容納移植的細胞的外殼，其設計用于皮下植入對象的身體內(nèi)。所述移植的細胞典型地包含功能性細胞，例如位于郎格漢斯細胞中的細胞中，并且在此情況中典型地是胰島中。所述功能性細胞典型地位于液體或凝膠層中。所述外殼包含氧遞送界面(例如可穿透的表面、一個或多個閥或者一個或多個管)，其促進氧向所述細胞轉運。所述設備包含氧源，或供氧器(例如包含空氣、氣體的其他混合物或者純氧的容器)，其可通過所述界面與所述外殼連接。按照規(guī)定的間隔，例如每隔幾小時或每隔數(shù)周，典型地，至少一次/周，所述對象將所述氧源與所述界面相連，并且所述氧源向所述外殼供給限定量的氧。在一些應用中，所述氧源包含容器，其容納有包括氧在內(nèi)的多種氣體。所述氣體位于所述容器內(nèi)并且壓力為Iatm或更高。典型地，所述氧源包含約5%二氧化碳以保持在所述外殼內(nèi)部和外部之間二氧化碳濃度的平衡。對于一些應用，所述氧源包含液體，所述液體包含在將所述載體注射入所述外殼之前充氧的載氧體(例如，基于血紅蛋白的載氧體，例如，化學改性的血紅蛋白，或者"微泡"(其包含碳氟化合物例如十二氟戊烷、全氟萘烷或其他全氟化學品))。典型地，所述外殼包含氧儲存器，其功能是作為氧擴散的管道，并作為儲存器用于儲存所述氧源供向所述外殼的過量的氧。在一些應用中，所述氧儲存器包含儲氣器，其是所述外殼中包含氧和二氧化碳的氣體區(qū)域。在一些應用中，所述氧儲存器包含基于液體的載氧體。在此類應用中，所述載氧體的功能是在氧過量時儲存或轉運氧，并且在需氧時釋放氧。對于一些應用，所述外殼包含多個突起物，其從所述外殼的中心輻射狀地突起。所述載氧體典型地儲存在所述突起物內(nèi)，其提高從圍繞所述外殼的脈管系統(tǒng)吸收氧的表面積。通過所述突起物吸收的氧被所述載氧體儲存在所述外殼中。典型地，向所述外殼提供的氧的體積和濃度取決于所述外殼的大小以及位于其中的功能性細胞數(shù)。此外，向所述外殼的供氧量取決于注入所述外殼中的載氧體的組成。艮口， 與包含游離氧的相同體積的流體相比，包含預充載氧體的一定體積的流體能使所述外殼中的功能性細胞維持更長的時間。通常，所述氧遞送界面促進持續(xù)地向所述功能性細胞以足以滿足所述功能性細胞在特定的時間例如12小時至2周內(nèi)的耗氧速度的體積和濃度供氧。在一些應用中，所述氧遞送界面包含所述外殼的表面，其包含可刺穿的材料，例如橡膠、有機硅或塑料，并且在刺穿所述表面后能夠進入所述外殼的內(nèi)部。在此類應用中，所述氧源與裝置(例如針)相連，所述裝置透皮地進入所述外殼的氧遞送界面。對于其中所述氧源與針相連的應用中，所述針刺穿所述對象的皮膚，然后刺穿所述外殼的表面。
位于所述外殼內(nèi)的低氧含量的流體從其中被除去，同時向所述外殼供應高氧含量的流體。(注意，“流體"的范圍內(nèi)包括液體和氣體)。在一些應用中，所述針包含具有輸入室和輸出室的雙室式針。通過所述輸入室(例如通過用戶操作常規(guī)的注射器，或者通過電氣機構)將高氧含量的流體主動地注射入所述外殼中。與所述注射同時，由于注射所述高氧含量的流體，在所述外殼內(nèi)引入壓力，由此，位于所述外殼內(nèi)的流體通過所述輸出室從所述外殼被動地抽出。在一些應用中，所述針包含單室式針，并且所述氧源包含與泵相連的注射器。在向所述細胞供氧之前，所述注射器與所述針相連，所述針刺穿所述外殼，并且所述泵通過所述注射器從所述外殼內(nèi)抽吸部分的低氧含量的流體。然后將所述注射器內(nèi)的部分高氧含量的流體注射入所述外殼中。在此類應用中，所述泵促進(a)主動從所述外殼內(nèi)抽取流體與(b) 補充所述流體的循環(huán)。在一些應用中，在沒有泵的情況下，用戶實施此循環(huán)。在一些應用中，所述外殼與一個或多個開口流體連通，所述開口各包括可穿透的表面，其便于通過針進入所述外殼的內(nèi)部。所述開口與所述對象的皮下組織接觸。在一些應用中，所述開口直接連接至與皮下組織接觸的外殼的表面。或者，所述開口相對于所述外殼位于遠處，并通過各管與其連接。在一些應用中，所述外殼與進流體管和出流體管(它們各自的第一末端位于所述外殼內(nèi))流體連通。所述輸入管和輸出管各自的第二端位于所述對象身體的外部。典型地， 位于所述對象身體外部的輸入管的末端用作所述氧遞送界面。來自所述氧源的氧通過所述輸入管注射入所述外殼中以補充流體并提高所述外殼中的氧濃度。與將所述流體主動注射入所述外殼中同時，位于所述外殼內(nèi)的流體通過所述輸出管被動地排出所述外殼，或者通過與所述輸出管連接的抽吸源主動地從所述外殼抽取。在一些應用中，所述外殼是柔韌的，并且被植入所述對象的胸腔附近。在此類應用中，響應于胸腔的自然運動，所述柔韌外殼發(fā)生運動，從而所述含氧的流體在所述外殼內(nèi)主動且連續(xù)地轉運。在本發(fā)明的一些應用中，所述設備包含容納有所述功能性細胞的外殼，所述外殼被皮下植入所述對象的氣管附近。所述外殼通過流體轉運管(其第一端位于所述外殼內(nèi)， 并且第二端與所述氣管相鄰設置)間接地連接至所述氣管?！癟"-形氣管支架將所述流體轉運管連接至所述氣管，并且通過形成從所述氣管向所述外殼供應空氣的管道而用作所述氧遞送界面。所述外殼包含可下壓的上表面，其與所述對象的皮下組織接觸。當所述對象推動在可按壓表面上的皮膚的一部分時，可按壓所述可按壓表面。通過推所述可下壓的表面，空氣被壓出所述外殼，通過所述流體轉運管，然后進入所述對象的氣管。所述可下壓的表面有彈性，并在所述對象推所述表面之后恢復至其原狀態(tài)。因此，在所述外殼內(nèi)產(chǎn)生減壓，由此將空氣從所述氣管通過所述流體轉運管吸入所述外殼中。對于一些應用，至少一層功能性細胞層以及包含至少一個光合供氧器的氧發(fā)生器位于所述外殼內(nèi)。典型地，所述功能性細胞位于液體或凝膠(例如藻酸鹽、瓊脂糖或聚乙二醇(PEG))層中，和/或分散于三維的可生物降解的或不可生物降解的纖維狀基質中。所述氧發(fā)生器典型地連接至位于所述外殼內(nèi)的支持體。所述外殼包含氣隙，例如包含氧和二氧化碳的氣體區(qū)，其部分地位于所述系統(tǒng)的層間。在一些應用中，所述設備包含一個或多個光合供氧器，例如2-4個供氧器，典型地兩個供氧器。典型地，各光合供氧器包含至少一個光源和至少一層，例如一對，光合作用源(例如藻類)層。典型地，對于其中使用一對藻類層的應用，所述光源位于所述一對藻類層的第一和第二層之間。所述多個光合供氧器相對于所述支持體作為層設置。典型地，各供氧器中的藻類層提供大的表面積，其中所述藻類的表面積比所述功能性細胞的表面積的比值大于1 1。 在光合供氧器的各層之間提供氣隙，并且其功能是作為氧擴散的管道，并作為儲存器儲存所述氧發(fā)生器產(chǎn)生的過量氧。本發(fā)明人假設，氣隙能夠儲存至少四倍于液體室的儲氧量的氧分子。所述氣隙典型地提高氧從所述供氧器擴散到所述功能性細胞的擴散能力。所述光合供氧器典型地包含光源和至少一層位于瓊脂糖基質上的藻類層。典型地，所述光合供氧器包含第一和第二藻類層，并且所述光源位于第一和第二藻類層之間。應注意，至多12層藻類層可位于所述光源的任一側。在一些應用中，至少一層所述藻類層物理上接觸所述光源。如此的結構提高所述藻類的表面積，能夠使更多的光接觸所述藻類，并由此有效地促使產(chǎn)氧量增高。所述光合供氧器典型地位于第一和第二功能性細胞層之間， 并且被各自的第一和第二透氣膜隔開。所述第一和第二功能性細胞層典型地但非必要位于所述外殼的相對端。所述外殼內(nèi)的氣體至少部分地位于所述第一功能性細胞層與所述第一藻類層之間的氣隙中，以及位于所述第二功能性細胞層與所述第二藻類層之間的氣隙中。在一些應用中，多個光合供氧器位于所述外殼內(nèi)。所述供氧器典型地以層的形式設置于所述第一和第二功能性細胞層之間。各供氧器被氣隙從緊鄰的供氧器隔開。對于其中所述供氧器包含第一和第二藻類層的應用，各藻類層接觸與其相鄰的各氣隙中的氣體。典型地，所述氣隙構造用來儲存所述藻類層產(chǎn)生的氧并提供緩沖。典型地，所述藻類以大致恒定的速度產(chǎn)生氧，而所述功能性細胞以可變的速度耗氧。對于其中所述功能性細胞(包含胰島)的應用，當檢測到需要胰島素時，所述功能性細胞在產(chǎn)生胰島素的過程中以比其休息狀態(tài)更高的速度耗氧。因此，為了滿足所述功能性細胞的可變需要，由所述氣隙提供的儲存器儲存所述氧發(fā)生器產(chǎn)生的過量的氧。可選地或另外地，所述氣隙可以使氧從所述供氧器擴散至所述功能性細胞。在此類應用中，所述外殼典型地包含與所述氣隙連通的通道，所述通道構造用來從所述氣隙收集氧，并用來將所述氧導向透氣膜，在透氣膜最終將氧擴散至所述功能性細胞。典型地，所述氧發(fā)生器構造用來向所述功能性細胞供氧，并用來在和圍繞所述外殼血管化之前的時間(例如至少數(shù)周或數(shù)月)內(nèi)維持所述功能性細胞。在其中所述氧發(fā)生器向所述細胞供氧的期間，所述細胞典型地分泌誘導圍繞所述外殼的纖維變性組織中的血管化的因子。當所述纖維變性組織已血管化時，由于從新生的血管化組織轉運氧，即使在沒有所述氧發(fā)生器產(chǎn)生的氧的情況下，所述移植的細胞通常也能存活。光合系統(tǒng)例如光合藻類和光源的使用在Vardi等人的PCT公開WO 01/50983或 Rotem的美國專利申請公開2005/0136092中(通過援引并入本文)有述。在一些應用中，所述支持體包含支架，所述支架容納瓊脂糖基質上的藻類。在一些應用中，各藻類層位于透氣膜內(nèi)，并且被所述膜包圍的藻類與所述光源相鄰地設置。
對于一些應用，所述膜連接至所述支持體，其中氣隙位于所述藻類層與所述光源之間。在此類應用中，與遠離光源的所述藻類的表面(即遠離所述光源的藻類的表面與遠離光源的相鄰藻類層的表面之間)相鄰地提供第一氣隙，并且與鄰近光源的所述藻類的表面(即光源與鄰近所述光源的藻類的表面之間)相鄰地提供第二氣隙。所述第一和第二氣隙能夠使氧通過所述層的兩表面(即所述層的遠離光源的表面和鄰近光源的表面)擴散入所述外殼中，由此提高氧從所述藻類層擴散的速度。所述藻類在離所述光源最近的層附近 (即所述鄰近光源的表面)產(chǎn)生最多的氧。來自所述附近的氧可以通過所述鄰近光源的表面擴散入所述氣隙中，而不必首先通過所述藻類層擴散，然后通過所述遠離光源的表面擴散向所述氣隙。對于其中至少兩個光合供氧器位于所述支持體內(nèi)的應用，各供氧器中的藻類層較薄，并且其寬度為150 μ m-500 μ m,典型地，約200 μ m。所述藻類層的寬度能夠使(a)光通過所述第一供氧器的藻類層，經(jīng)過氣隙，然后到達相鄰第二供氧器的藻類層，和(b)增強氧從與所述光源相鄰的藻類，通過所述藻類層的擴散，最終擴散至所述氣隙。所述藻類層的寬度縮短氧通過所述藻類層轉運所需的時間，由此促使氧通過所述層并向所述氣隙擴散增強。此增強的擴散能夠使所述裝置更快速地供應足夠的氧以滿足所述功能性細胞的耗氧速度。此外，氧從與所述光源相鄰設置的藻類擴散有助于降低與所述光源相鄰設置的藻類氧中毒的風險。對于其中所述功能性細胞是胰島的應用，所述供氧器典型地以約4-40微摩爾/小時每100，000個移植的胰島的速度向所述胰島供氧，或者適當?shù)匾罁?jù)功能性細胞的類型和數(shù)量，和/或所述對象的體重。因此，根據(jù)本發(fā)明的一些應用，提供設備，其包括外殼，其構造用于植入對象身體內(nèi)；功能性細胞，其與所述外殼相連；氧源，其構造用來向所述功能性細胞供氧；和與所述外殼相連的氧遞送界面，其構造用來從所述氧源接收氧，并用來促進向所述功能性細胞轉運氧，并且所述外殼位于所述對象的體內(nèi)。對于一些應用，所述功能性細胞包含位于胰島中的細胞。對于一些應用，所述氧源包含多種氣體。對于一些應用，所述氧源包含預充氧的載氧體。對于一些應用，所述氧遞送界面可逆地與所述氧源相連。對于一些應用，構造所述外殼以提供足以在12小時至2周的時間內(nèi)維持所述功能性細胞的含氧氣體量。對于一些應用，定型所述外殼以提供伸入所述對象的組織中的多個突起物，所述突起物構造用來從所述對象的脈管系統(tǒng)吸收氧。對于一些應用，所述功能性細胞位于至少一個水凝膠層中，所述水凝膠層構造用來免疫隔離所述細胞與所述對象的身體。對于一些應用，定型所述外殼以提供氧儲存器層，并且所述功能性細胞位于至少第一和第二水凝膠層中，所述第一和第二層位于所述氧儲存器層的任一側。對于一些應用，所述氧儲存器層的尺寸最長，比所述第一和第二功能性細胞層中最長的尺寸更長，并且所述氧儲存器層提供用于從所述對象的周圍脈管系統(tǒng)吸收氧的表面區(qū)域。對于一些應用，定型所述氧儲存器層以提供一系列通道，所述通道便于流體在所述氧儲存器層內(nèi)的定向轉運。對于一些應用，所述氧儲存器層包含至少一個閥，所述閥構造用來便于流體在所述氧儲存器層內(nèi)的定向轉運。對于一些應用，構造所述外殼以植入所述對象的胸腔附近，并且構造所述外殼以隨著所述對象的胸腔的運動，所述外殼響應運動，從而使氧在所述儲存器層中循環(huán)。對于一些應用，所述氧儲存器層包含水凝膠，所述水凝膠被定型以界定構造用來便于氧在所述儲存器層內(nèi)的定向轉運的通道。對于一些應用，所述氧儲存器層包含所述氧遞送界面，所述氧遞送界面可與所述氧源相連，并從所述氧源接收氧。對于一些應用，所述氧遞送界面包含所述儲存器層與所述第一和第二細胞層之一之間的界面。 對于一些應用，所述氧儲存器層包含氣體。對于一些應用，所述氧儲存器層包含載氧體。對于一些應用在第一時間段中，所述界面構造用來便于所述氧源與所述外殼連接，從所述氧源向與所述外殼相連的細胞供氧，和在供氧后斷開所述氧源與所述界面的連接，以及在第二時間段，所述界面構造用來便于所述氧源與所述外殼連接，從所述氧源向與所述外殼相連的細胞供氧，和在供氧后斷開所述氧源與所述界面的連接。對于一些應用所述界面包括可穿透的表面，所述設備還包含針，所述針構造用于利用所述針透皮刺穿所述表面，所述外殼通過所述針可間接地與所述氧源相連，并且所述針便于從所述氧源向所述細胞供氧。對于一些應用，定型所述外殼以界定上表面，并且所述可穿透的表面包含所述外殼的上表面。對于一些應用，所述設備包含至少一個氧遞送開口，所述氧遞送開口具有上表面和管，所述管在其第一端與所述開口相連并在其第二端與所述外殼相連，其中所述開口的上表面包含可被所述針穿透的可穿透的表面。對于一些應用，所述開口與所述外殼的上表面相連。對于一些應用，所述開口遠離所述外殼設置。對于一些應用所述界面包含與所述外殼流體連通的至少一個進流體管，
所述外殼可以通過所述進流體管間接地與所述氧源相連，并且所述管便于從所述氧源向所述細胞供氧。對于一些應用，構造所述進流體管透皮地位于所述對象的體內(nèi)。對于一些應用，定型所述外殼以界定氧儲存器，以儲存從所述氧源供至所述外殼的氧。對于一些應用，所述氧儲存器構造用來在至少Iatm的壓力下儲存流體。對于一些應用，所述儲存器的體積為100ml-300ml。對于一些應用，所述氧儲存器包含氣體。對于一些應用，所述氧儲存器包括構造用來吸收所述氧儲存器中的過量氧的載氧體。對于一些應用，所述設備包括位于所述儲存器與所述功能性細胞之間的透氣膜。對于一些應用所述氧遞送界面包含與所述外殼流體連通的至少一個進流體管，并且所述管的第一端可逆地與所述氧源相連，由此使所述氧源能夠通過所述管向所述功能性細胞供氧。對于一些應用，構造所述進流體管透皮地位于所述對象體內(nèi)。對于一些應用，所述設備包括與所述外殼流體連通的出流體管，并且構造所述出流體管用來促進流體從所述外殼內(nèi)轉運至所述外殼的外部。對于一些應用，構造所述出流體管透皮地位于所述對象的體內(nèi)。對于一些應用，所述出流體管構造用來便于所述流體從所述外殼內(nèi)被動轉運，并且通過所述進流體管向所述外殼供氧。對于一些應用，所述設備還包括抽吸源，所述抽吸源構造用來便于從所述外殼內(nèi)主動抽取流體。對于一些應用，所述氧遞送界面包括可穿透的表面。 對于一些應用，所述設備包含具有至少一個室的針，所述針可與所述氧源相連，并構造用于透皮刺穿所述外殼的可穿透的表面。對于一些應用，所述至少一個室構造用來便于從所述氧源向與所述外殼連接的所述功能性細胞遞送氧。對于一些應用所述至少一個室包括第一室和第二室，所述第一室構造用來便于從所述氧源向與所述外殼連接的所述功能性細胞遞送氧，并且所述第二室構造用來便于從所述外殼內(nèi)向所述對象的體外轉運流體。對于一些應用，所述第二室構造用來便于所述流體從所述外殼內(nèi)被動轉運，并且通過所述第一室向所述外殼供氧。根據(jù)本發(fā)明的一些應用，還提供使用包括可植入的外殼的設備的方法，所述可植入的外殼包括功能性細胞和氧遞送界面，所述方法包括在第一時間段中將所述氧源與所述界面相連；
從所述氧源向所述細胞供氧；和斷開所述氧源與所述界面的連接；并且在第二時間段將所述氧源與所述界面相連；從所述氧源向所述細胞供氧；和斷開所述氧源與所述界面的連接。對于一些應用，所述功能性細胞包含位于胰島中的細胞，并且從所述氧源向所述細胞供氧包括從所述氧源向所述胰島供氧。對于一些應用，所述方法包括促進流體從所述外殼被動轉運并且在所述第一和第二時間段中向所述外殼供氧。對于一些應用，所述方法包括從所述外殼主動抽取流體并且在所述第一和第二時間段中向所述外殼供氧。對于一些應用，所述方法包括調(diào)節(jié)從所述儲存器向所述功能性細胞轉運氧的速度。對于一些應用，調(diào)節(jié)轉運氧的速度包括在所述儲存器中提供載氧體，所述載氧體吸收所述儲存器中過量的氧并在低氧環(huán)境中釋放所述氧。根據(jù)本發(fā)明的一些應用，還提供設備，其包括外殼，其構造用于植入對象體內(nèi)，所述外殼被定型以界定氧儲存器，并且包含其柔韌的上表面；功能性細胞，其與所述外殼相連；以及與所述外殼連接的管，所述管的第一端與所述儲存器流體連通，并且其第二端構造為與所述對象的氣管流體連通，所述管構造用來便于響應施于所述外殼的上表面的推力而向所述功能性細胞轉運氧。對于一些應用，構造所述外殼遠離所述氣管。對于一些應用，構造所述上表面以便于將氣體從所述氣管泵入所述外殼中。對于一些應用，構造所述上表面以應向其施加的推力而相應地將空氣壓出所述儲存器并通過所述管向所述氣管轉移。對于一些應用，在向所述上表面施加推力后，構造所述上表面以降低所述儲存器中的壓力，并通過所述管從所述氣管將空氣吸入所述儲存器中。對于一些應用，所述功能性細胞位于至少一個水凝膠層中，所述水凝膠層構造用來免疫隔離所述細胞與所述對象的身體。對于一些應用，所述方法還包括提供氧儲存器層，并且所述功能性細胞位于第一和第二水凝膠層中，所述第一和第二層位于所述氧儲存器層的任一側。對于一些應用，所述儲存器層構造用來從所述對象的周圍脈管系統(tǒng)吸收氧。對于一些應用，所述氧儲存器層與所述管的第一端連通，并且通過所述管從所述氣管接收氧。根據(jù)本發(fā)明的一些應用，還提供方法，其包括將外殼皮下植入對象體內(nèi)，定型所述外殼以界定氧儲存器并提供與所述對象的皮下組織接觸的柔韌上表面；
將管的第一部分植入所述對象的氣管中，所述管的第二端與所述外殼的氧儲存器連通；禾口通過向所述外殼的上表面施加推力促進氧從所述氣管轉運入所述外殼的氧儲存器并向所述細胞轉運。對于一些應用，施加推力包括迫使空氣排出所述儲存器并進入所述對象的氣管中。根據(jù)本發(fā)明的一些應用，還提供設備，其包括外殼，其構造用于插入對象體內(nèi)；一個或多個光合供氧器，其位于所述外殼內(nèi)；至少一層功能性細胞層，其位于所述外殼內(nèi)，并構造用來從所述一個或多個供氧器接收氧；和氣體，其可使氧通過其從所述一個或多個供氧器向所述細胞轉運，所述氣體至少部分地位于所述功能性細胞層與至少一個所述供氧器之間。對于一些應用，所述功能性細胞包括胰島細胞。對于一些應用，所述氣體包含氧和二氧化碳。對于一些應用，所述外殼包括具有截留分子量的半透膜，所述膜相對于所述功能性細胞設置以防止所述功能性細胞接觸所述對象的分子量高于所述截留分子量的體液。對于一些應用，所述膜包含透氣膜。對于一些應用，各光合供氧器包含光源；和 至少一層第一藻類層，其設置用來接收來自所述光源的光。對于一些應用，所述設備包含位于所述供氧器與所述功能性細胞之間的膜，構造所述膜的截留分子量以限制藻類通過所述膜。對于一些應用，所述光源的輸入功率為5mW/(cm2的藻類)至50mW/(cm2的藻類)。對于一些應用，通過所述光源施于所述藻類的照明能量為0. 2mff/(cm2的藻類)至 2. Omff/ (cm2 的藻類)。對于一些應用，所述第一藻類層的寬度為ΙΟΟμπι至2000μπι。對于一些應用，所述第一藻類層的寬度為ΙΟΟμπι至300μπι。對于一些應用，所述至少一層藻類層與所述氣體接觸。對于一些應用，所述氣體部分地位于所述藻類層與所述光源之間。對于一些應用，所述至少一層藻類層包括第一和第二藻類層，并且所述光源位于所述第一與第二層之間。對于一些應用，所述第一和第二藻類層都與所述氣體接觸。對于一些應用，所述一層或多層功能性細胞層包含第一和第二功能性細胞層，并且所述第一和第二功能性細胞層與所述第一和第二藻類層連通。對于一些應用，所述第一功能性細胞層與所述第一藻類層的間距為ΙΟΟΟμπι至 6000 μ HIo對于一些應用，所述第一功能性細胞層與所述第一藻類層的間距為ΙΟΟμπι至 500 μ m0
對于一些應用，所述氣體至少部分地位于所述第一藻類層與所述第一功能性細胞層之間，和位于所述第二藻類層與所述第二功能性細胞層之間。對于一些應用，所述第一功能性細胞層與所述第一藻類層的間距為Iym至 1000 μ HIo對于一些應用，所述光源包含第一光源，所述第一光源構造為與所述第一藻類層的至少第一表面光學連通，并且所述設備還包含第二光源，所述第二光源構造為與所述第一藻類層的至少第一表面光學連通，所述第一藻類層位于所述第一與第二光源之間。對于一些應用所述設備包含第二藻類層，所述第二藻類層與所述第二光源光學連通，所述氣體至少部分地位于所述第一和第二藻類層之間，并且來自所述第二光源的光通過所述第二藻類層并向所述第一藻類層的第一表面?zhèn)鞑ァτ谝恍盟鲆粋€或多個光合供氧器包含第一和第二供氧器，所述第一供氧器包含所述第一藻類層和所述第一光源，所述第二供氧器包含所述第二藻類層和所述第二光源，設置來自所述第一光源的光以便為所述第一藻類層并為至少部分的所述第二藻類層提供光，并且設置來自所述第二光源的光以便為所述第二藻類層并為至少部分的所述第一藻類層提供光。對于一些應用，所述第二藻類層的寬度為100 μ m-2000 μ m。對于一些應用，所述第二藻類層的寬度為100μπι-300μπι。對于一些應用，所述一個或多個光合供氧器包含多個供氧器。對于一些應用，所述多個供氧器各自與相鄰的供氧器之一分隔開寬度為100 μ m 至300 μ m的區(qū)域。對于一些應用，所述設備包含與所述區(qū)域連通的通道，所述通道構造用來從所述區(qū)域收集部分的氧并向所述功能性細胞轉運氧。對于一些應用，所述氣體至少部分地位于各光合供氧器之間。對于一些應用，各光合供氧器包含光源；和至少一層藻類層，其設置用來接收來自所述光源的光。對于一些應用，所述至少一層藻類層與所述氣體接觸。對于一些應用，所述至少一層藻類層包含第一和第二藻類層，并且所述光源位于所述第一和第二藻類層之間。對于一些應用，所述第一和第二藻類層都與所述氣體接觸。根據(jù)本發(fā)明的一些應用，還提供設備，其包括外殼，其具有至少一個出口 ；一個或多個光合供氧器，其位于所述外殼內(nèi)并與所述出口連通；和氣體，其可使所述一個或多個供氧器產(chǎn)生的氧通過其向所述出口轉運，所述氣體至少部分地位于所述出口與至少一個所述供氧器之間。對于一些應用，各光合供氧器包含光源；和至少一層第一藻類層，其設置用來接收來自所述光源的光。對于一些應用，所述光源的輸入功率為5mW/ (cm2的藻類)至50mW/ (cm2的藻類)。對于一些應用，施于所述藻類層的照明能量為0. 2mff/(cm2的藻類)至2. Omff/(cm2 的藻類)。對于一些應用，所述第一藻類層的寬度為100 μ m-2000 μ m。對于一些應用，所述第一藻類層的寬度為100μπι-300μπι。對于一些應用，所述光源包含第一光源，所述第一光源構造為與所述第一藻類層的至少第一表面光學連通，并且所述設備還包含第二光源，所述第二光源構造為與所述第一藻類層的至少第一表面光學連通，所述第一藻類層位于所述第一與第二光源之間。對于一些應用所述設備包含第二藻類層，所述第二藻類層與所述第二光源光學連通，所述氣體至少部分地位于所述第一和第二藻類層之間，并且來自所述第二光源的光通過所述第二藻類層并向所述第一藻類層的第一表面?zhèn)鞑ァτ谝恍盟鲆粋€或多個光合供氧器包含第一和第二供氧器，所述第一供氧器包含所述第一藻類層和所述第一光源，所述第二供氧器包含所述第二藻類層和所述第二光源，設置來自所述第一光源的光以便為所述第一藻類層并為至少部分的所述第二藻類層提供光，并且設置來自所述第二光源的光以便為所述第二藻類層并為至少部分的所述第一藻類層提供光。對于一些應用，所述第二藻類層的寬度為100 μ m-2000 μ m。對于一些應用，所述第二藻類層的寬度為100μπι-300μπι。對于一些應用，所述至少一層藻類層與所述氣體接觸。對于一些應用，所述氣體部分地位于所述藻類層與所述光源之間。對于一些應用，所述至少一層藻類層包含第一和第二藻類層，并且所述光源位于所述第一和第二藻類層之間。對于一些應用，所述第一和第二藻類層均與所述氣體接觸。對于一些應用，所述第一和第二藻類層均與所述光源接觸。對于一些應用，所述一個或多個光合供氧器包含多個供氧器。對于一些應用，所述氣體至少部分地位于各光合供氧器之間。對于一些應用，構造所述外殼以插入對象體內(nèi)，并構造所述氣體以使氧通過其從所述光合供氧器向所述出口轉運，其后轉運至所述外殼之外的對象身體中的附近。對于一些應用，所述外殼包括具有截留分子量的半透膜，所述膜相對于所述外殼設置以防止所述光合供氧器接觸所述對象的分子量高于所述截留分子量的體液。
對于一些應用，所述膜包含透氣膜。根據(jù)本發(fā)明的一些應用，還提供設備，其包括外殼；至少第一光合作用源層，其位于所述外殼內(nèi)，所述層具有至少第一表面；至少第一光源與所述第一光合作用源層的第一表面光學連通；至少第二光源與所述第一光合作用源層的第一表面光學連通；和氣體，其可使氧從所述第一光合作用源層通過其轉運。對于一些應用，所述光合作用源的第一表面與所述氣體接觸。對于一些應用，所述光合作用源與所述第一光源接觸。對于一些應用，所述第一和第二光源的輸入功率各為5mW/(cm2的藻類)至50mW/ (cm2的藻類)。對于一些應用，所述第一和第二光源施于所述藻類的照明能量為0. 2mff/(cm2的藻類)至2. OmW/(cm2的藻類)。對于一些應用，所述光合作用源層的寬度為100 μ m-2000 μ m。對于一些應用，所述光合作用源層的寬度為ΙΟΟμπΗΒΟΟμπι。對于一些應用所述至少第一光合作用源層包括第一和第二光合作用源層，所述第二光合作用源層與所述第二光源光學連通，所述氣體至少部分地位于所述第一和第二光合作用源層之間，并且來自所述第二光源的光通過所述第二層并向所述第一層的第一表面?zhèn)鞑ァτ谝恍?，所述第二層的寬度?00 μ m-2000 μ m。對于一些應用，所述第二層的寬度為ΙΟΟμπΗΒΟΟμπι。對于一些應用，所述外殼包含至少一層功能性細胞層，其構造用來從所述光合作用源接收氧，并且所述氣體至少部分地位于所述細胞層與所述光合作用源層之間，并且構造所述氣體以使氧從所述光合作用源通過其向所述細胞轉運。對于一些應用，所述功能性細胞包括胰島細胞。對于一些應用，所述光合作用源包含藻類，并且所述設備還包含位于所述光合作用源與所述功能性細胞之間的膜，構造所述膜的截留分子量以限制藻類通過所述膜轉移。對于一些應用，所述膜包含透氣膜。對于一些應用，構造所述外殼以插入對象體內(nèi)，并且構造所述氣體以使氧從所述光合作用源通過其向所述外殼之外的所述對象身體中的附近轉運。對于一些應用，所述外殼包含具有截留分子量的半透膜，所述膜相對于外殼設置以防止所述光合作用源接觸所述對象的分子量高于所述截留分子量的體液。對于一些應用，所述膜包含透氣膜。由以下詳述的應用和附圖更充分地理解本發(fā)明，其中附圖簡述圖IA-B是外殼的示意圖，根據(jù)本發(fā)明的一些應用，所述外殼包含可穿透的表面和外殼功能性細胞；圖2是根據(jù)本發(fā)明的一些應用連接至多個流體遞送開口的外殼的示意圖3是根據(jù)本發(fā)明的一些其他應用連接至多個流體遞送開口的外殼的示意圖；圖4A-B是根據(jù)本發(fā)明的一些應用被兩層功能性細胞圍繞的氧儲存器層的示意圖；圖5A-C是根據(jù)本發(fā)明的一些應用間接地連接至對象的氣管的外殼的示意圖；圖6和7是根據(jù)本發(fā)明的一些應用連接至進流體管和出流體管及外殼功能性細胞的外殼的示意圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的一些應用氧發(fā)生器的示意圖；圖9是外殼的示意圖，根據(jù)本發(fā)明的一些應用，所述外殼包含

圖1的氧發(fā)生器和功能性細胞層；圖10-12是根據(jù)本發(fā)明的一些應用氧發(fā)生器的計算的模擬的參數(shù)的圖表表示；圖13是根據(jù)本發(fā)明的一些應用，氧在氧發(fā)生器與功能性細胞之間流動的示意圖； 和圖14是根據(jù)本發(fā)明的一些其他應用，包含所示氧發(fā)生器的外殼的示意圖。附圖詳述參考圖1A-B，其是系統(tǒng)20的示意圖，根據(jù)本發(fā)明的一些應用，所述系統(tǒng)20包含含有功能性細胞層32 (例如置于移植的胰島中)的可植入皮下的外殼M。外殼M包含支架 25 (例如有機硅或金屬)，其將功能性細胞層32與包含可穿透的材料(例如橡膠、有機硅或塑料)的表面觀分開。典型地，上表面31，即外殼M的與對象22的皮下組織接觸的表面，包含可穿透的表面觀。表面觀用作氧遞送界面27，其被一次性針50刺穿便于接近外殼M。包含含氧流體源的氧源(未示出)，例如，容器如注射器，與針50連接，并通過針50 將含氧流體供至置于外殼M內(nèi)的功能性細胞(例如胰島)。在一些應用中，所述氧源包含空氣?；蛘?，所述氧源包含純氧。典型地，層32包含40，000-400, 000個胰島，例如，典型地，400，000個胰島，它們均
勻地分布于單層32中。適合于特定的應用，胰島數(shù)還可超出此范圍。在一些應用中，以下述方式(圖2中所示的結構)排列胰島其中層32中的每隔一列的胰島與其相鄰列的胰島錯開(offset)。以使各胰島中氧分壓為8-40 μ m或者40-200 μ m的體積和濃度向層32中的胰島供氧。在一些應用中，所述氧源包含多種氣體(包括氧)。將所述氣體置于容器中，并且其壓力為Iatm或更高。典型地，為了維持二氧化碳濃度在所示外殼內(nèi)部和外部間的平衡， 所述氧源包含約5%的二氧化碳。對于一些應用，所述氧源包含流體，所述流體包含載氧體 (例如基于血紅蛋白的載氧體，如化學改性的血紅蛋白，或"微泡"(其包含碳氟化合物例如十二氟戊烷或全氟萘烷))，所述載氧體在被注射入外殼M中之前被充氧。此載體便于較大體積的壓縮氧轉運入外殼M中。典型地，所述功能性細胞層32處于液體或凝膠(例如藻酸鹽、瓊脂糖或聚乙二醇 (PEG))層中，和/或分散于三維的可生物降解的或不可生物降解的纖維狀基質中。在一些應用中，層32包含容納所述功能性細胞并用來免疫隔離細胞的藻酸鹽片。此應用可與 Barkai等人的美國臨時專利申請61/192，412(其通過援引并入本文)中所述的技術組合實施。層32具有與對象22的身體接觸的界面30。典型地，胰島素和/或功能性細胞的其他副產(chǎn)物通過界面30釋放至所述身體。在一些應用中，界面30包含藻酸鹽片的表面。在一些應用中，界面30包含選擇透過性膜，其免疫隔離所述移植的細胞并促進(a)分子例如胰島素從細胞轉運至對象22的身體，以及(b)分子例如葡萄糖從對象22的身體轉運至外殼對內(nèi)的細胞。支架25界定包含氧儲存器42的空間，典型地其體積為100ml-300ml，例如 150ml-200mL·氧儲存器42包含泡沫，例如，開孔有機硅泡沫，或者簡單地在此裝置內(nèi)用作儲氣器的氣隙。儲存器42用作氧擴散至功能性細胞的管道，還用作儲存器，所述儲存器用于儲存由氧源供至所述外殼的過量的氧。本文所述的關于儲存器42的技術可以與Mern 等人的PCT專利申請PCT/IL08/001204(通過援引并入本文)中所述的關于氣隙的技術組合實施。在一些應用中，所述外殼包含所述載氧體。在此類應用中，所述載氧體用來在氧過量時儲存或運送氧并在有需要時釋放氧。以示例而非限制性的方式，將外殼M表示為盤形。例如，外殼M可以是矩形或適合于移植于對象22的皮膚沈下的任何其他適合形狀。在一些應用中，將外殼M定型以提供輻射狀地從外殼M突出并朝向對象22的身體的附近(包括脈管系統(tǒng))的許多突起物。 在此類應用中，所述突起物用作氧遞送界面27，通過增大外殼M的表面積便于氧從周圍脈管系統(tǒng)轉運向外殼對。對于一些應用，外殼M的突起物含有載氧體，其儲存已被所述突起物吸收入外殼M內(nèi)的過量的氧。在將外殼M植入對象22的體內(nèi)后一段時間，將適量的含氧的流體注入外殼24。 (所述外殼也可預先已被填充含氧的流體)。典型地，所述對象22使用針50透皮刺穿外殼 24的表面觀，并且針50的遠端向前通過儲存器42并接近功能性細胞層32。通過處于功能性細胞層32上并保護功能性細胞層32的基本上剛性的分隔層34防止細胞層32與針50 的遠端接觸。許多直立支持體36位于分隔層34和外殼M的表面觀之間。對于一些應用，將分隔層34定型以界定許多通道38和40，它們促進(a)氧從儲存器42向細胞層32，以及(b) 二氧化碳從細胞層32向儲存器42的雙向轉運?？蛇x地，氧通過其他途徑從儲存器42轉移至層32。在一些應用中，外殼M包含透氣膜35，例如Mi 11 ipore膜和/或包含有機硅的膜， 其位于功能性細胞層32與分隔層34之間。透氣膜35便于氣體向功能性細胞層32轉運或從功能性細胞層32轉運。典型地，膜35的寬度和孔徑調(diào)節(jié)氣體向層32轉運和從層32轉運的速度。圖IB的放大圖像表示針50的橫截面示圖。針50包含雙室式針(包含進流體室 54和出流體室56)。針50的近端與Iuer連接器52連接，Iuer連接器52便于連接包含含氧的流體的容器(例如注射器)。Luer連接器52與進流體室M的近端流體連通。為了進入外殼M的儲存器42，所述流體通過室M從注射器主動地排出，并通過針50的遠端處的一個或多個孔陽離開室討。當高氧含量的流體主動地注入儲存器42 (即箭頭1所示的方向)時，處于儲存器 42內(nèi)的低氧含量的流體通過出流體室56中的一個或多個孔57被動地離開儲存器42。此低氧含量的流體通過以箭頭2所示的方向移動，并通過位于對象22的皮膚沈的表面之外的室56近端部分的一個或多個孔59離開針50。
應注意，作為示例而非限制，針50包含各為55、57和59的3個孔，并且可定型針 50以包含任何適合數(shù)量的孔55、57和59。應注意，作為示例而非限制，室M的多個孔55相對于室56的多個孔57處于針50 的基本上相同的橫截面上。例如，孔55可位于針50的體內(nèi)部分的更近的位置上，而孔57 位于針50的體內(nèi)部分的較遠端的位置。典型地，將過量的氧含量高的流體注射入儲存器42。在一些應用中，過量的氧是游離氣體的形式。可選地，如上文所述，過量氧荷載于載氧體上。為了確保在流體通過出流體室56被動轉運(其與注射一起發(fā)生)后，儲存器42內(nèi)保持足夠的含氧的流體，提供過量的氧。典型地，以符合外殼M的大小及置于其中的功能性細胞量的體積和濃度向外殼 M供氧。此外，遞送至外殼M的氧量取決于注射入外殼M中的流體的組成。即與相同體積的包含游離氧的流體相比，一定體積的包含預充的載氧體的流體能夠使外殼M中的功能性細胞維持更長時間。通常，氧遞送界面27促進以足以滿足功能性細胞在特定時間，例如，12小時-2周內(nèi)的耗氧速度的體積和濃度重復地向所述功能性細胞供氧。作為示例而非限制，下表說明，根據(jù)本發(fā)明的各種應用，就包含以各種分布于外殼 24中的400，000個胰島的外殼M的大小而論，與氧源相關的預期參數(shù)
權利要求
1.設備，其包括外殼，其構造用于植入對象體內(nèi)；功能性細胞，其與所述外殼相連；氧源，其構造用來向所述功能性細胞供氧；和與所述外殼相連的氧遞送界面，其構造用來從所述氧源接收氧，并用來促進向所述功能性細胞轉運氧，并且所述外殼位于所述對象的體內(nèi)。
2.如權利要求1所述的設備，其中所述功能性細胞包含位于胰島中的細胞。
3.如權利要求1所述的設備，所述氧源包含多種氣體。
4.如權利要求1所述的設備，其中所述氧源包含預充氧的載氧體。
5.如權利要求1所述的設備，其中所述氧遞送界面可逆地與所述氧源相連。
6.如權利要求1所述的設備，其中構造所述外殼以提供足以在12小時至2周的時間內(nèi)維持所述功能性細胞的含氧氣體量。
7.如權利要求1所述的設備，其中定型所述外殼以提供伸入所述對象的組織中的多個突起物，所述突起物構造用來從所述對象的脈管系統(tǒng)吸收氧。
8.如權利要求1-7中任一項所述的設備，其中所述功能性細胞位于至少一個水凝膠層中，所述水凝膠層構造用來免疫隔離所述細胞與所述對象的身體。
9.如權利要求8所述的設備，其中定型所述外殼以提供氧儲存器層，并且其中所述功能性細胞位于至少第一和第二水凝膠層中，所述第一和第二層位于所述氧儲存器層的任一側。
10.如權利要求9所述的設備，其中所述氧儲存器層的尺寸最長，比所述第一和第二功能性細胞層中最長的尺寸更長，并且其中所述氧儲存器層提供用于從所述對象的周圍脈管系統(tǒng)吸收氧的表面區(qū)域。
11.如權利要求9所述的設備，其中定型所述氧儲存器層以提供一系列通道，所述通道便于流體在所述氧儲存器層內(nèi)的定向轉運。
12.如權利要求11所述的設備，其中所述氧儲存器層包含至少一個閥，所述閥構造用來便于流體在所述氧儲存器層內(nèi)的定向轉運。
13.如權利要求9所述的設備，其中構造所述外殼以植入所述對象的胸腔附近，并且其中構造所述外殼以隨著所述對象的胸腔的運動，所述外殼響應運動，從而使氧在所述儲存器層中循環(huán)。
14.如權利要求13所述的設備，其中所述氧儲存器層包含水凝膠，所述水凝膠被定型以界定構造用來便于氧在所述儲存器層內(nèi)的定向轉運的通道。
15.如權利要求9所述的設備，其中所述氧儲存器層包含所述氧遞送界面，所述氧遞送界面可與所述氧源相連，并從所述氧源接收氧。
16.如權利要求15所述的設備，其中所述氧遞送界面包含所述儲存器層與所述第一和第二細胞層之一之間的界面。
17.如權利要求15所述的設備，其中所述氧儲存器層包含氣體。
18.如權利要求15所述的設備，其中所述氧儲存器層包含載氧體。
19.如權利要求1-7中任一項所述的設備，其中在第一時間段中，所述界面構造用來便于將所述氧源與所述外殼連接，從所述氧源向與所述外殼相連的細胞供氧，和在供氧后斷開所述氧源與所述界面的連接，并且在第二時間段，所述界面構造用來便于將所述氧源與所述外殼連接，從所述氧源向與所述外殼相連的細胞供氧，和在供氧后斷開所述氧源與所述界面的連接。
20.如權利要求19所述的設備，其中 所述界面包括可穿透的表面，所述設備還包含針，所述針構造用于利用所述針透皮刺穿所述表面， 所述外殼通過所述針可間接地與所述氧源相連，并且所述針便于從所述氧源向所述細胞供氧。
21.如權利要求20所述的設備，其中定型所述外殼以界定上表面，并且其中所述可穿透的表面包含所述外殼的上表面。
22.如權利要求20所述的設備，其還包含至少一個氧遞送開口，所述氧遞送開口具有上表面和管，所述管在其第一端與所述開口相連并在其第二端與所述外殼相連，其中所述開口的上表面包含可被所述針穿透的可穿透的表面。
23.如權利要求22所述的設備，其中所述開口與所述外殼的上表面相連。
24.如權利要求22所述的設備，其中所述開口遠離所述外殼設置。
25.如權利要求19所述的設備，其中所述界面包含與所述外殼流體連通的至少一個進流體管， 所述外殼可以通過所述進流體管間接地與所述氧源相連，并且所述管便于從所述氧源向所述細胞供氧。
26.如權利要求25所述的設備，其中構造所述進流體管透皮地位于所述對象的體內(nèi)。
27.如權利要求1-7中任一項所述的設備，其中定型所述外殼以界定氧儲存器，以儲存從所述氧源供至所述外殼的氧。
28.如權利要求27所述的設備，其中所述氧儲存器構造用來在至少Iatm的壓力下儲存流體。
29.如權利要求27所述的設備，其中所述儲存器的體積為100ml-300ml。
30.如權利要求27所述的設備，其中所述氧儲存器包含氣體。
31.如權利要求27所述的設備，其中所述氧儲存器包括構造用來吸收所述氧儲存器中的過量氧的載氧體。
32.如權利要求27所述的設備，其還包括位于所述儲存器與所述功能性細胞之間的透氣膜。
33.如權利要求1-7中任一項所述的設備，其中所述氧遞送界面包含與所述外殼流體連通的至少一個進流體管，并且所述管的第一端可逆地與所述氧源相連，由此使所述氧源能夠通過所述管向所述功能性細胞供氧。
34.如權利要求33所述的設備，其中構造所述進流體管透皮地位于所述對象體內(nèi)。
35.如權利要求33所述的設備，其還包括與所述外殼流體連通的出流體管，并且其中所述出流體管構造用來便于流體從所述外殼內(nèi)轉運至所述外殼的外部。
36.如權利要求35所述的設備，其中構造所述出流體管透皮地位于所述對象的體內(nèi)。
37.如權利要求35所述的設備，其中所述出流體管構造用來便于所述流體從所述外殼內(nèi)被動轉運，并且通過所述進流體管向所述外殼供氧。
38.如權利要求35所述的設備，其還包括抽吸源，所述抽吸源構造用來便于從所述外殼內(nèi)主動抽取流體。
39.如權利要求1-7中任一項所述的設備，其中所述氧遞送界面包括可穿透的表面。
40.如權利要求39所述的設備，其還包含具有至少一個室的針，其中所述針可與所述氧源相連，并構造用于透皮刺穿所述外殼的可穿透的表面。
41.如權利要求40所述的設備，其中所述至少一個室構造用來便于從所述氧源向與所述外殼連接的所述功能性細胞遞送氧。
42.如權利要求40所述的設備，其中 所述至少一個室包括第一室和第二室，所述第一室構造用來便于從所述氧源向與所述外殼連接的所述功能性細胞遞送氧，并且所述第二室構造用來便于從所述外殼內(nèi)向所述對象的體外轉運流體。
43.如權利要求42所述的設備，其中所述第二室構造用來便于所述流體從所述外殼內(nèi)被動轉運，并且通過所述第一室向所述外殼供氧。
44.使用包括可植入的外殼的設備的方法，所述可植入的外殼包括功能性細胞和氧遞送界面，所述方法包括在第一時間段中 將所述氧源與所述界面相連； 從所述氧源向所述細胞供氧；和斷開所述氧源與所述界面的連接；并且在第二時間段將所述氧源與所述界面相連；從所述氧源向所述細胞供氧；和斷開所述氧源與所述界面的連接。
45.如權利要求44所述的方法，其中所述功能性細胞包括位于胰島中的細胞，并且其中從所述氧源向所述細胞供氧包括從所述氧源向所述胰島供氧。
46.如權利要求44所述的方法，其還包括促進流體從所述外殼被動轉運，并且在所述第一和第二時間段中向所述外殼供氧。
47.如權利要求44所述的方法，其還包括從所述外殼主動抽取流體，并且在所述第一和第二時間段中向所述外殼供氧。
48.如權利要求44所述的方法，其中 所述界面包括所述外殼的可穿透的表面，并且在各時間段將所述氧源與所述界面相連包括 將所述氧源與具有至少一個室的針相連；用所述針刺穿所述外殼的可穿透的表面，和在各所述時間段從所述氧源供氧包括通過所述針向與所述外殼相連的細胞供氧。
49.如權利要求44所述的方法，其中所述界面包括與所述外殼流體連通的至少一個皮下植入的開口的可穿透的表面， 將所述氧源與所述界面相連包括在各所述時間段將所述氧源與具有至少一個室的針相連；和用所述針刺穿所述開口的可穿透的表面，和從所述氧源供氧包括通過所述開口向與所述外殼相連的細胞供氧。
50.如權利要求44所述的方法，其中所述第二時間段在所述第一時間段后12小時至2 周，并且其中在所述第二時間段供氧包括在所述第一時間段后12小時至2周供氧。
51.如權利要求44所述的方法，其中在各時間段將所述氧源與所述界面相連包括將所述氧源連接至與所述外殼連接的至少一個進流體管，并且在各時間段從所述氧源供氧包括通過所述至少一個管向與所述外殼相連的細胞供氧。
52.如權利要求44-51中任一項所述的方法，其中在各時間段供氧包括向由所述外殼界定的儲存器轉運氧。
53.如權利要求52所述的方法，其中所述儲存器包括構造用來儲存在至少Iatm壓力下的氧的儲存器，并且其中向所述儲存器轉運氧包括向構造用來儲存在至少Iatm壓力下的氧的儲存器轉運氧。
54.如權利要求52所述的方法，其還包括調(diào)節(jié)從所述儲存器向所述功能性細胞轉運氧的速度。
55.如權利要求54所述的方法，其中調(diào)節(jié)轉運氧的速度包括提供位于所述儲存器與所述功能性細胞之間的透氣膜，構造所述透氣膜的孔徑以調(diào)節(jié)氣體通過透氣膜轉運。
56.如權利要求54所述的方法，其中調(diào)節(jié)轉運氧的速度包括在所述儲存器中提供載氧體，所述載氧體吸收所述儲存器中過量的氧并在低氧環(huán)境中釋放所述氧。
57.設備，其包括外殼，其構造用于植入對象體內(nèi)，所述外殼 被定型以界定氧儲存器，并且包含其柔韌的上表面； 功能性細胞，其與所述外殼相連；以及與所述外殼連接的管，所述管的第一端與所述儲存器流體連通，并且其第二端構造為與所述對象的氣管流體連通，所述管構造用來便于響應施于所述外殼的上表面的推力而向所述功能性細胞轉運氧。
58.如權利要求57所述的設備，其中構造所述外殼遠離所述氣管。
59.如權利要求57所述的設備，其中所述功能性細胞包含位于胰島中的細胞。
60.如權利要求57所述的設備，其中所述氧儲存器包含氣體。
61.如權利要求57所述的設備，其中所述氧儲存器包含載氧體。
62.如權利要求57所述的設備，其中所述氧儲存器構造用來儲存在至少Iatm壓力下的流體。
63.如權利要求57所述的設備，其中定型所述外殼以提供多個伸入所述對象的組織中的突起物，所述突起物構造用來從所述對象的脈管系統(tǒng)吸收氧。
64.如權利要求57-63中任一項所述的設備，其中構造所述上表面以促進將氣體從所述氣管泵入所述外殼中。
65.如權利要求64所述的設備，其中構造所述上表面響應向其施加的推力迫使空氣排出所述儲存器并通過所述管向所述氣管轉運。
66.如權利要求65所述的設備，其中在向所述上表面施加推力后，構造所述上表面以降低所述儲存器中的壓力，并通過所述管從所述氣管將空氣抽入所述儲存器中。
67.如權利要求57-63中任一項所述的設備，其中所述功能性細胞位于至少一個水凝膠層中，所述水凝膠層構造用來免疫隔離所述細胞與所述對象的身體。
68.如權利要求67所述的設備，其還包含氧儲存器層，并且其中所述功能性細胞位于第一和第二水凝膠層中，所述第一和第二層位于所述氧儲存器層的任一側。
69.如權利要求68所述的設備，其中所述儲存器層構造用來從所述對象的周圍脈管系統(tǒng)吸收氧。
70.如權利要求68所述的設備，其中所述氧儲存器層與所述管的第一端連通，并且通過所述管從所述氣管接收氧。
71.如權利要求68所述的設備，其中所述氧儲存器層包含氣體。
72.如權利要求68所述的設備，其中所述氧儲存器層包含載氧體。
73.如權利要求68所述的設備，其中定型所述氧儲存器層以提供多個通道，所述通道構造用來便于流體在所述氧儲存器層內(nèi)的定向轉運。
74.如權利要求73所述的設備，其中所述氧儲存器層包含至少一個閥，所述閥構造用來便于流體在所述氧儲存器層內(nèi)的定向轉運。
75.方法，其包括將外殼皮下植入對象體內(nèi)，定型所述外殼以界定氧儲存器并提供與所述對象的皮下組織接觸的柔韌上表面；將管的第一部分植入所述對象的氣管中，所述管的第二端與所述外殼的氧儲存器連通；和通過向所述外殼的上表面施加推力促進氧從所述氣管轉運入所述外殼的儲存器并向所述細胞轉運。
76.如權利要求75所述的方法，其中向所述外殼的上表面施加推力包括將空氣從所述氣管泵入所述外殼中。
77.如權利要求75所述的方法，其中施加推力包括迫使空氣排出所述儲存器并進入所述對象的氣管中。
78.如權利要求75所述的方法，其還包括在所述迫使空氣排出所述儲存器后降低所述儲存器中的壓力，并且其中降低壓力包括使空氣從所述氣管被吸入所述儲存器中。
79.如權利要求75-78中任一項所述的方法，其中所述儲存器包括構造用來儲存Iatm 或更高壓力的氧的儲存器，并且其中促進氧從所述氣管轉運入所述儲存器中包括促進氧從所述氣管轉運入壓力為Iatm或更高的儲存器中。
80.如權利要求79所述的方法，其還包括調(diào)節(jié)從所述儲存器向所述功能性細胞轉運氧的速度。
81.如權利要求80所述的方法，其中調(diào)節(jié)轉運氧的速度包括提供位于所述儲存器與所述功能性細胞之間的透氣膜，構造所述透氣膜的孔徑以調(diào)節(jié)氣體通過透氣膜轉運。
82.如權利要求80所述的方法，其中調(diào)節(jié)轉運氧的速度包括在所述儲存器中提供載氧體，所述載氧體吸收所述儲存器中過量的氧并在低氧環(huán)境中釋放所述氧。
83.設備，其包括外殼，其構造用于插入對象體內(nèi)；一個或多個光合供氧器，其位于所述外殼內(nèi)；至少一層功能性細胞層，其位于所述外殼內(nèi)，并構造用來從所述一個或多個供氧器接收氧；和氣體，其可使氧通過其從所述一個或多個供氧器向所述細胞轉運，所述氣體至少部分地位于所述功能性細胞層與至少一個所述供氧器之間。
84.如權利要求83所述的設備，其中所述功能性細胞包含胰島細胞。
85.如權利要求83所述的設備，其中所述氣體包含氧和二氧化碳。
86.如權利要求83-85中任一項所述的設備，其中所述外殼包含具有截留分子量的半透膜，所述膜相對于所述功能性細胞設置以防止所述功能性細胞接觸所述對象的分子量高于所述截留分子量的體液。
87.如權利要求86所述的設備，其中所述膜包含透氣膜。
88.如權利要求83-85中任一項所述的設備，其中各光合供氧器包含光源；和至少一層第一藻類層，其設置用來接收來自所述光源的光。
89.如權利要求88所述的設備，其還包含位于所述供氧器與所述功能性細胞之間的膜，構造所述膜的截留分子量以限制藻類通過所述膜。
90.如權利要求88所述的設備，其中所述光源的輸入功率為5mW/(cm2的藻類)至 50mff/ (cm2 的藻類)。
91.如權利要求90所述的設備，其中由所述光源施于所述藻類的照明能量為0.2mff/ (cm2的藻類)至2. Omff/ (cm2的藻類)。
92.如權利要求88所述的設備，其中所述第一藻類層的寬度為IOOym至2000μπι。
93.如權利要求92所述的設備，其中所述第一藻類層的寬度為IOOym至300μπι。
94.如權利要求88所述的設備，其中所述至少一層藻類層與所述氣體接觸。
95.如權利要求94所述的設備，其中所述氣體部分地位于所述藻類層與所述光源之間。
96.如權利要求88所述的設備，其中所述至少一層藻類層包含第一和第二藻類層，并且其中所述光源位于所述第一與第二層之間。
97.如權利要求96所述的設備，其中所述第一和第二藻類層都與所述氣體接觸。
98.如權利要求97所述的設備，其中所述一層或多層功能性細胞層包含第一和第二功能性細胞層，并且其中所述第一和第二功能性細胞層與所述第一和第二藻類層連通。
99.如權利要求98所述的設備，其中所述第一功能性細胞層與所述第一藻類層的間距為 ΙΟΟΟμ 至 6000μ ο
100.如權利要求98所述的設備，其中所述第一功能性細胞層與所述第一藻類層的間^ IOOymg 500ym。
101.如權利要求98所述的設備，其中所述氣體至少部分地位于所述第一藻類層與所述第一功能性細胞層之間，和位于所述第二藻類層與所述第二功能性細胞層之間。
102.如權利要求98所述的設備，其中所述第一功能性細胞層與所述第一藻類層的間距為 Iym至 1000 μ m。
103.如權利要求88所述的設備，其中所述光源包含第一光源，所述第一光源構造為與所述第一藻類層的至少第一表面光學連通，并且其中所述設備還包含第二光源，所述第二光源構造為與所述第一藻類層的至少第一表面光學連通，所述第一藻類層位于所述第一與第二光源之間。
104.如權利要求103所述的設備，其中所述設備包含第二藻類層，所述第二藻類層與所述第二光源光學連通，所述氣體至少部分地位于所述第一和第二藻類層之間，并且來自所述第二光源的光通過所述第二藻類層并向所述第一藻類層的第一表面?zhèn)鞑ァ?br> 105.如權利要求104所述的設備，其中所述一個或多個光合供氧器包含第一和第二供氧器，所述第一供氧器包含所述第一藻類層和所述第一光源，所述第二供氧器包含所述第二藻類層和所述第二光源，設置來自所述第一光源的光以便為所述第一藻類層并為至少部分的所述第二藻類層提供光，并且設置來自所述第二光源的光以便為所述第二藻類層并為至少部分的所述第一藻類層提供光。
106.如權利要求105所述的設備，其中所述第二藻類層的寬度為100μπι-2000μπι。
107.如權利要求106所述的設備，其中所述第二藻類層的寬度為100μπι-300μπι。
108.如權利要求83-85中任一項所述的設備，其中所述一個或多個光合供氧器包含多個供氧器。
109.如權利要求108所述的設備，其中所述多個供氧器各自與相鄰的供氧器之一分隔開寬度為100 μ m至300 μ m的區(qū)域。
110.如權利要求109所述的設備，其還包含與所述區(qū)域連通的通道，所述通道構造用來從所述區(qū)域收集部分的氧并向所述功能性細胞轉運氧。
111.如權利要求108所述的設備，其中所述氣體至少部分地位于各光合供氧器之間。
112.如權利要求111所述的設備，其中各光合供氧器包含光源；和至少一層藻類層，其設置用來接收來自所述光源的光。
113.如權利要求112所述的設備，其中所述至少一層藻類層與所述氣體接觸。
114.如權利要求112所述的設備，其中所述至少一層藻類層包含第一和第二藻類層， 并且其中所述光源位于所述第一和第二藻類層之間。
115.如權利要求114所述的設備，其中所述第一和第二藻類層都與所述氣體接觸。
116.設備，其包括外殼，其具有至少一個出口 ；一個或多個光合供氧器，其位于所述外殼內(nèi)并與所述出口連通；和氣體，其可使所述一個或多個供氧器產(chǎn)生的氧通過其向所述出口轉運，所述氣體至少部分地位于所述出口與至少一個所述供氧器之間。
117.如權利要求116所述的設備，其中各光合供氧器包含 光源；和至少一層第一藻類層，其設置用來接收來自所述光源的光。
118.如權利要求117所述的設備，其中所述光源的輸入功率為5mW/(cm2的藻類)至 50mff/ (cm2 的藻類)。
119.如權利要求118所述的設備，其中施于所述藻類層的照明能量為0.2mff/(cm2的藻類)至2. OmW/(cm2的藻類)。
120.如權利要求117所述的設備，其中所述第一藻類層的寬度為100μπι-2000μπι。
121.如權利要求120所述的設備，其中所述第一藻類層的寬度為100μπι-300μπι。
122.如權利要117求所述的設備，其中所述光源包含第一光源，所述第一光源構造為與所述第一藻類層的至少第一表面光學連通，并且其中所述設備還包含第二光源，所述第二光源構造為與所述第一藻類層的至少第一表面光學連通，所述第一藻類層位于所述第一與第二光源之間。
123.如權利要求122所述的設備，其中所述設備包含第二藻類層，所述第二藻類層與所述第二光源光學連通，所述氣體至少部分地位于所述第一和第二藻類層之間，并且來自所述第二光源的光通過所述第二藻類層并向所述第一藻類層的第一表面?zhèn)鞑ァ?br> 124.如權利要求123所述的設備，其中所述一個或多個光合供氧器包含第一和第二供氧器， 所述第一供氧器包含所述第一藻類層和所述第一光源， 所述第二供氧器包含所述第二藻類層和所述第二光源，設置來自所述第一光源的光以便為所述第一藻類層并為至少部分的所述第二藻類層提供光，并且設置來自所述第二光源的光以便為所述第二藻類層并為至少部分的所述第一藻類層提供光。
125.如權利要求124所述的設備，其中所述第二藻類層的寬度為100μπι-2000μπι。
126.如權利要求125所述的設備，其中所述第二藻類層的寬度為100μπι-300μπι。
127.如權利要求117所述的設備，其中所述至少一層藻類層與所述氣體接觸。
128.如權利要求127所述的設備，其中所述氣體部分地位于所述藻類層與所述光源之間。
129.如權利要求127所述的設備，其中所述至少一層藻類層包含第一和第二藻類層， 并且其中所述光源位于所述第一和第二層之間。
130.如權利要求129所述的設備，其中所述第一和第二藻類層均與所述氣體接觸。
131.如權利要求129所述的設備，其中所述第一和第二藻類層均與所述光源接觸。
132.如權利要求116所述的設備，其中所述一個或多個光合供氧器包含多個供氧器。
133.如權利要求132所述的設備，其中所述氣體至少部分地位于各光合供氧器之間。
134.如權利要求116所述的設備，其中構造所述外殼以插入對象體內(nèi)，并且其中構造所述氣體以使氧通過其從所述光合供氧器向所述出口轉運，其后轉運至所述外殼之外的對象身體中的附近。
135.如權利要求134所述的設備，其中所述外殼包括具有截留分子量的半透膜，所述膜相對于所述外殼設置以防止所述光合供氧器接觸所述對象的分子量高于所述截留分子量的體液。
136.如權利要求135所述的設備，其中所述膜包含透氣膜。
137.設備，其包括夕卜殼；至少第一光合作用源層，其位于所述外殼內(nèi)，所述層具有至少第一表面；至少第一光源與所述第一光合作用源層的第一表面光學連通；至少第二光源與所述第一光合作用源層的第一表面光學連通；和氣體，其可使氧從所述第一光合作用源層通過其轉運。
138.如權利要求137所述的設備，其中所述光合作用源的第一表面與所述氣體接觸。
139.如權利要求137所述的設備，其中所述光合作用源與所述第一光源接觸。
140.如權利要求137-139中任一項所述的設備，其中所述第一和第二光源的輸入功率各為5mff/ (cm2的藻類)至50mff/ (cm2的藻類)。
141.如權利要求140所述的設備，其中所述第一和第二光源施于所述藻類的照明能量為0. 2mff/ (cm2的藻類)至2. Omff/ (cm2的藻類)。
142.如權利要求137-139中任一項所述的設備，其中所述光合作用源層的寬度為 100 μ m-2000 μ mo
143.如權利要求142所述的設備，其中所述光合作用源層的寬度為100μπι-300μπι。
144.如權利要求137-139中任一項所述的設備，其中所述至少第一光合作用源層包含第一和第二光合作用源層，所述第二光合作用源層與所述第二光源光學連通，所述氣體至少部分地位于所述第一和第二光合作用源層之間，并且來自所述第二光源的光通過所述第二層并向所述第一層的第一表面?zhèn)鞑ァ?br> 145.如權利要求144所述的設備，其中所述第二層的寬度為100μπι-2000μπι。
146.如權利要求145所述的設備，其中所述第二層的寬度為100μπι-300μπι。
147.如權利要求137-139中任一項所述的設備，其中所述外殼包含至少一層功能性細胞層，其構造用來從所述光合作用源接收氧，并且其中所述氣體至少部分地位于所述細胞層與所述光合作用源層之間，并且構造所述氣體以使氧從所述光合作用源通過其向所述細胞轉運。
148.如權利要求147所述的設備，其中所述功能性細胞包括胰島細胞。
149.如權利要求147所述的設備，其中所述光合作用源包含藻類，并且其中所述設備還包含位于所述光合作用源與所述功能性細胞之間的膜，構造所述膜的截留分子量以限制藻類通過所述膜轉移。
150.如權利要求149所述的設備，其中所述膜包含透氣膜。
151.如權利要求137-139中任一項所述的設備，其中構造所述外殼以插入對象體內(nèi)，并且其中構造所述氣體以使氧通過其從所述光合作用源向所述外殼之外的所述對象身體中的附近轉運。
152.如權利要求151所述的設備，其中所述外殼包含具有截留分子量的半透膜，所述膜相對于外殼設置以防止所述光合作用源接觸所述對象的分子量高于所述截留分子量的體液。
153.如權利要求152所述的設備，其中所述膜包含透氣膜。
全文摘要
本申請?zhí)峁┮环N設備，其包括構造用于插入對象身體內(nèi)的外殼(24)。所述設備包括與所述外殼(24)相連的功能性細胞(32)以及構造用來向所述功能性細胞供氧的氧源。所述設備還包括氧遞送界面(27)，所述氧遞送界面構造用來從所述氧源接收氧，并用來促進向所述功能性細胞(32)轉運氧，并且所述外殼(24)置于所述對象的身體內(nèi)。本申請還描述了其他應用。
文檔編號A61F2/02GK102292049SQ200980155498
公開日2011年12月21日 申請日期2009年11月25日 優(yōu)先權日2008年11月26日
發(fā)明者A·羅特姆, M·賴因格沃茨, U·巴爾卡伊, Y·斯特恩, Y·羅茲 申請人:貝塔02技術有限公司