本申請(qǐng)涉及醫(yī)療器械，具體而言，本申請(qǐng)涉及一種多模式組合的生物人工肝系統(tǒng)及控制方法。

背景技術(shù)：

1、生物人工肝系統(tǒng)能夠短暫替代肝臟的部分功能，為肝衰竭患者肝細(xì)胞修復(fù)再生創(chuàng)造條件，也為等待肝移植供體創(chuàng)造時(shí)間。但是由于所采用的生物反應(yīng)器種類不同，血漿的凈化效果有差異，且凈化效率有待提高。

2、目前所使用的生物反應(yīng)器包括肝細(xì)胞生物反應(yīng)器和全肝型生物反應(yīng)器，其中肝細(xì)胞生物反應(yīng)器因載體種類不同還包括流化床反應(yīng)器、旋轉(zhuǎn)瓶反應(yīng)器、微囊化反應(yīng)器和生物芯片反應(yīng)器；全肝型生物反應(yīng)器利用體外保存的全肝實(shí)現(xiàn)血液凈化，但由于全肝的來(lái)源不同，即便是來(lái)源于相同物種的肝臟，因個(gè)體差異也會(huì)對(duì)凈化效果有不同的影響；在某些使用場(chǎng)景中，生物人工肝系統(tǒng)還要采用非生物的血液凈化器，例如透析器、膽紅素吸附器等，現(xiàn)有技術(shù)中適應(yīng)每一種生物反應(yīng)器或血液凈化器可以分別配置相應(yīng)的管路和控制方法，但當(dāng)需要綜合性使用時(shí)，需要配置多套管路和操控方案，會(huì)導(dǎo)致臨床應(yīng)用不便。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本申請(qǐng)針對(duì)現(xiàn)有方式的缺點(diǎn)，提出一種多模式組合的生物人工肝系統(tǒng)及控制方法，用以解決相關(guān)技術(shù)存在兼容性、靈活性、組合性不足的技術(shù)問(wèn)題。

2、第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N多模式組合的生物人工肝系統(tǒng)，其包括：

3、分漿通路，包括血漿分離器、連接所述血漿分離器的入口至受體動(dòng)脈的動(dòng)脈管路、連接所述血漿分離器的細(xì)胞出口至受體靜脈的靜脈管路；

4、儲(chǔ)血罐，其入口通過(guò)引血管路連接至所述血漿分離器的血漿出口，其出口通過(guò)回流管路連接至所述靜脈管路；

5、全肝凈化通路，包括全肝型灌注器、連接所述全肝型灌注器的入口至所述儲(chǔ)血罐出口的肝前管路、連接所述全肝型灌注器的出口至所述儲(chǔ)血罐入口的肝后管路，以及設(shè)置在所述肝前管路上的第一閥門(mén)、第一壓力傳感器和含有氧載體的氧合器，設(shè)置在所述肝后管路的第二壓力傳感器；

6、非全肝凈化通路，包括凈化反應(yīng)器、連接所述凈化反應(yīng)器的入口至所述儲(chǔ)血罐出口的反應(yīng)器前管路、連接所述凈化反應(yīng)器的出口至所述儲(chǔ)血罐入口的反應(yīng)器后管路，以及設(shè)置在所述反應(yīng)器前管路的第二閥門(mén)和第三壓力傳感器；

7、氧載體回收通路，包括氧載體回收器、連接所述氧載體回收器的入口至所述儲(chǔ)血罐出口的回收前管路、連接所述氧載體回收器的出口至所述儲(chǔ)血罐入口的回收后管路，以及設(shè)置在所述回收前管路的第三閥門(mén)；

8、控制器，用于根據(jù)輸入的指令和反饋的數(shù)據(jù)對(duì)所述第一閥門(mén)、第二閥門(mén)和第三閥門(mén)的通量進(jìn)行控制，所述反饋的數(shù)據(jù)包括來(lái)自各個(gè)壓力傳感器的數(shù)據(jù)。

9、可選擇地，所述凈化反應(yīng)器包括肝細(xì)胞生物反應(yīng)器、非生物型血液凈化器中的至少一種凈化主體。

10、進(jìn)一步可選擇地，所述凈化反應(yīng)器包括兩個(gè)或以上的凈化主體時(shí)，不同的凈化主體之間并聯(lián)或串聯(lián)。

11、進(jìn)一步地，所述儲(chǔ)血罐設(shè)有液位傳感器，設(shè)置在預(yù)設(shè)的液位上限位置和液位下限位置，用于產(chǎn)生液位信號(hào)并發(fā)送至所述控制器。

12、可選擇地，所述回流管路、肝前管路、反應(yīng)器前管路和回收前管路分別連接至所述儲(chǔ)血罐不同的出口，所述第一閥門(mén)、第二閥門(mén)、第三閥門(mén)分別配置。

13、進(jìn)一步可選擇地，所述回流管路、肝前管路、反應(yīng)器前管路和回收前管路通過(guò)閥門(mén)組件連接至所述儲(chǔ)血罐的同一個(gè)出口，所述閥門(mén)組件執(zhí)行所述第一閥門(mén)、第二閥門(mén)、第三閥門(mén)的功能。

14、可選擇地，所述引血管路、肝后管路、反應(yīng)器后管路和回收后管路分別連接至所述儲(chǔ)血罐不同的入口，或者所述引血管路、肝后管路、反應(yīng)器后管路和回收后管路連接至所述儲(chǔ)血罐的同一個(gè)入口。

15、進(jìn)一步地，所述分漿通路、全肝凈化通路、非全肝凈化通路和氧載體回收通路上分別設(shè)置至少一個(gè)蠕動(dòng)泵。

16、可選擇地，所述控制器包括控制芯片和無(wú)線收發(fā)模塊。

17、進(jìn)一步地，所述全肝型灌注器包括非人源肝臟和支持灌注的艙體，所述肝前管路和肝后管路通過(guò)所述艙體連接至所述非人源肝臟。

18、第二方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N多模式組合的生物人工肝系統(tǒng)的控制方法，應(yīng)用于如前所述的多模式組合的生物人工肝系統(tǒng)，其包括以下步驟：

19、當(dāng)前使用輪次接收從所述引血管路輸入的液體至所述儲(chǔ)血罐的液面到達(dá)液位下限位置之后，以調(diào)試模式導(dǎo)通所述全肝凈化通路，至全肝的灌注壓力達(dá)到預(yù)設(shè)值；

20、導(dǎo)通所述非全肝凈化通路，使得所述儲(chǔ)血罐的液面不超過(guò)液位上限位置且不低于所述液位下限位置，以實(shí)現(xiàn)全凈化模式；

21、當(dāng)前使用輪次結(jié)束之前，先關(guān)閉所述全肝凈化通路，后關(guān)閉所述非全肝凈化通路。

22、可選擇地，當(dāng)前使用輪次結(jié)束之前，需要回收氧載體的情況下，包括：

23、關(guān)閉所述全肝凈化通路，導(dǎo)通所述非全肝凈化通路和氧載體回收通路，運(yùn)行若干個(gè)循環(huán)；

24、關(guān)閉所述非全肝凈化通路，保持所述氧載體回收通路運(yùn)行1~2個(gè)循環(huán)；

25、關(guān)閉所述氧載體回收通路，結(jié)束當(dāng)前使用輪次。

26、進(jìn)一步可選擇地，還包括有限凈化模式，包括關(guān)閉所述全肝凈化通路，所述第二閥門(mén)以最大通量導(dǎo)通所述非全肝凈化通路。

27、進(jìn)一步地，所述以調(diào)試模式導(dǎo)通所述全肝凈化通路，至全肝的灌注壓力達(dá)到預(yù)設(shè)值，包括：導(dǎo)通所述第一閥門(mén)、關(guān)閉所述第二閥門(mén)和第三閥門(mén)，所述第一閥門(mén)的通量根據(jù)所述第一壓力傳感器和第二壓力傳感器的反饋數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

28、可選擇地，所述全凈化模式中，所述第三閥門(mén)保持關(guān)閉，或者間歇性導(dǎo)通。

29、進(jìn)一步可選擇地，所述全凈化模式中，所述第二閥門(mén)的通量根據(jù)所述儲(chǔ)血罐的液面高度和所述第三壓力傳感器的反饋數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

30、本申請(qǐng)實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來(lái)的有益技術(shù)效果包括：

31、（1）本申請(qǐng)的多模式組合的生物人工肝系統(tǒng)及控制方法，通過(guò)儲(chǔ)血罐作為血漿的中轉(zhuǎn)點(diǎn)，能夠根據(jù)不同原理的血液凈化器的特點(diǎn)，通過(guò)控制閥門(mén)的通量的控制合理分配血漿的凈化通路，提高本申請(qǐng)的生物人工肝系統(tǒng)的血液凈化效率。

32、（2）本申請(qǐng)的多模式組合的生物人工肝系統(tǒng)及控制方法，利用儲(chǔ)血罐和自適應(yīng)可調(diào)節(jié)的第一閥門(mén)以調(diào)試模式優(yōu)先確認(rèn)全肝的灌注壓力，克服了受體血液狀態(tài)不同、體外肝臟狀態(tài)不同難以精準(zhǔn)匹配灌注壓力的問(wèn)題。

33、（3）本申請(qǐng)的多模式組合的生物人工肝系統(tǒng)及控制方法，在確認(rèn)全肝的灌注壓力之后，還能夠接入不同種類的非全肝凈化反應(yīng)器，多通路同步循環(huán)，有利于加快血液凈化的效率。

34、（4）本申請(qǐng)的多模式組合的生物人工肝系統(tǒng)及控制方法，還配置了氧載體回收通路，可選擇性導(dǎo)通該氧載體回收通路，以便于按需選擇是否對(duì)氧載體進(jìn)行截流。

35、本申請(qǐng)附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，這些將從下面的描述中變得明顯，或通過(guò)本申請(qǐng)的實(shí)踐了解到。

技術(shù)特征：

1.一種多模式組合的生物人工肝系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.如權(quán)利要求1所述的多模式組合的生物人工肝系統(tǒng)，其特征在于，所述凈化反應(yīng)器包括肝細(xì)胞生物反應(yīng)器、非生物型血液凈化器中的至少一種凈化主體。

3.如權(quán)利要求2所述的多模式組合的生物人工肝系統(tǒng)，其特征在于，所述凈化反應(yīng)器包括兩個(gè)或以上的凈化主體時(shí)，不同的凈化主體之間并聯(lián)或串聯(lián)。

4.如權(quán)利要求1所述的多模式組合的生物人工肝系統(tǒng)，其特征在于，所述儲(chǔ)血罐設(shè)有液位傳感器，設(shè)置在預(yù)設(shè)的液位上限位置和液位下限位置，用于產(chǎn)生液位信號(hào)并發(fā)送至所述控制器。

5.如權(quán)利要求1所述的多模式組合的生物人工肝系統(tǒng)，其特征在于，所述回流管路、肝前管路、反應(yīng)器前管路和回收前管路分別連接至所述儲(chǔ)血罐不同的出口，所述第一閥門(mén)、第二閥門(mén)、第三閥門(mén)分別配置。

6.如權(quán)利要求1所述的多模式組合的生物人工肝系統(tǒng)，其特征在于，所述回流管路、肝前管路、反應(yīng)器前管路和回收前管路通過(guò)閥門(mén)組件連接至所述儲(chǔ)血罐的同一個(gè)出口，所述閥門(mén)組件執(zhí)行所述第一閥門(mén)、第二閥門(mén)、第三閥門(mén)的功能。

7.如權(quán)利要求1所述的多模式組合的生物人工肝系統(tǒng)，其特征在于，所述引血管路、肝后管路、反應(yīng)器后管路和回收后管路分別連接至所述儲(chǔ)血罐不同的入口，或者所述引血管路、肝后管路、反應(yīng)器后管路和回收后管路連接至所述儲(chǔ)血罐的同一個(gè)入口。

8.如權(quán)利要求1所述的多模式組合的生物人工肝系統(tǒng)，其特征在于，所述分漿通路、全肝凈化通路、非全肝凈化通路和氧載體回收通路上分別設(shè)置至少一個(gè)蠕動(dòng)泵。

9.如權(quán)利要求1所述的多模式組合的生物人工肝系統(tǒng)，其特征在于，所述控制器包括控制芯片和無(wú)線收發(fā)模塊。

10.如權(quán)利要求1所述的多模式組合的生物人工肝系統(tǒng)，其特征在于，所述全肝型灌注器包括非人源肝臟和支持灌注的艙體，所述肝前管路和肝后管路通過(guò)所述艙體連接至所述非人源肝臟。

11.一種多模式組合的生物人工肝系統(tǒng)的控制方法，其特征在于，應(yīng)用于如權(quán)利要求1~10任意一項(xiàng)所述的多模式組合的生物人工肝系統(tǒng)，其包括以下步驟：

12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，當(dāng)前使用輪次結(jié)束之前，需要回收氧載體的情況下，包括：

13.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，還包括有限凈化模式，包括關(guān)閉所述全肝凈化通路，所述第二閥門(mén)以最大通量導(dǎo)通所述非全肝凈化通路。

14.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述以調(diào)試模式導(dǎo)通所述全肝凈化通路，至全肝的灌注壓力達(dá)到預(yù)設(shè)值，包括：導(dǎo)通所述第一閥門(mén)、關(guān)閉所述第二閥門(mén)和第三閥門(mén)，所述第一閥門(mén)的通量根據(jù)所述第一壓力傳感器和第二壓力傳感器的反饋數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

15.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述全凈化模式中，所述第三閥門(mén)保持關(guān)閉，或者間歇性導(dǎo)通。

16.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述全凈化模式中，所述第二閥門(mén)的通量根據(jù)所述儲(chǔ)血罐的液面高度和所述第三壓力傳感器的反饋數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

技術(shù)總結(jié)
本申請(qǐng)?zhí)峁┮环N多模式組合的生物人工肝系統(tǒng)，其包括：分漿通路；儲(chǔ)血罐；全肝凈化通路，設(shè)有第一閥門(mén)；非全肝凈化通路，設(shè)有第二閥門(mén)；氧載體回收通路，設(shè)有第三閥門(mén)；控制器，用于根據(jù)輸入的指令和反饋的數(shù)據(jù)對(duì)第一閥門(mén)、第二閥門(mén)和第三閥門(mén)的通量進(jìn)行控制。本申請(qǐng)還提供一種多模式組合的生物人工肝系統(tǒng)的控制方法，應(yīng)用于如前所述的多模式組合的生物人工肝系統(tǒng)。本申請(qǐng)的多模式組合的生物人工肝系統(tǒng)及控制方法，通過(guò)儲(chǔ)血罐作為血漿的中轉(zhuǎn)點(diǎn)，能夠根據(jù)不同原理的血液凈化器的特點(diǎn)，通過(guò)控制閥門(mén)的通量的控制合理分配血漿的凈化通路，提高本申請(qǐng)的生物人工肝系統(tǒng)的血液凈化效率。

技術(shù)研發(fā)人員：李陽(yáng),高毅
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南方醫(yī)科大學(xué)珠江醫(yī)院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6