CN1383898A - 复合型人工肝支持系统及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及复合型人工肝支持系统,及其使用方法。该复合型人工肝支持系统包括清除血液/血浆中的毒性物质和有害物质的血液/血浆置换(或吸附)装置和生物型人工肝装置。前者包括:用于分离患者的血浆并将分离后的血浆排出的血浆分离装置;有泵、阀门和管道的健康血浆导入装置;以及使上述血液/血浆置换(吸附)装置处于人体温度下的恒温装置。后者包括:由培养器和物质交换器组成的生物反应器;血液/血浆恒流装置;培养液恒流装置和恒温装置。本发明的方法包括下列步骤:对患者的血液/血浆进行解毒的步骤;培养外源性肝细胞的步骤;以及利用外源性肝细胞起合成、代谢和物质交换等肝脏功能作用的步骤。

Description

复合型人工肝支持系统及其使用方法

本发明涉及一种复合型人工肝支持系统，更详细的说，涉及一种用于能在较长时期内替代急性肝功能衰竭(acute liver failure，ALF)患者的肝脏功能，支持重度肝衰竭患者等待肝移植，或者使肝功能衰竭患者逐渐恢复自身的肝组织和它的再生和代偿功能，从而提高ALF患者的生存率和存活时间的复合型人工肝支持系统。此外，本发明还涉及上述复合型人工肝支持系统的使用方法，这种使用方法能大大提高上述系统的治疗效果。

急性肝功能衰竭是常见的危重疾病，死亡率高达70～90％。对于这种疾病，目前使用的治疗手段大致有时下几种。

1.药物治疗  长期的临床经验证明，对于急性肝功能衰竭患者，由于患者的肝脏丧失了再生和代偿功能，药物治疗难以从根本上使肝组织恢复功能，所以不能取得令人满意的治疗效果。

2.非生物型人工肝支持系统治疗  这种治疗方法是通过血液/血浆透析，或采用活性碳及离子交换树脂进行血液/血浆灌流或置换等手段，除去学业中的毒性物质和芳香族氨基酸、酚等化学物质，以减轻肝脏的负担，期待患者逐渐恢复自身肝细胞的代偿功能。这种治疗方法对于肝脏组织损伤程度较轻的患者有较好的治疗效果，但对于肝脏组织损伤程度严重的患者，就不能使其肝脏组织恢复功能，治疗的效果很不理想，不能提高患者的生存率。

3.生物型人工肝支持系统(BALSS)治疗  这种治疗方法是在生物反应器中培养一种外源性肝细胞，同时使肝功能衰竭患者的血液/血浆通过这个生物反应器进行循环，在血液/血浆的循环过程中通过一种半透膜进行中、小分子的物质交换，用外源性肝细胞进行诸如合成、解毒和生物转化等功能，为肝功能衰竭患者提供肝组织功能支持。研究表明，这种BALSS能在一定时间内维持肝功能衰竭患者存活，为肝功能衰竭患者的进一步治疗(例如，肝移植)赢得时间。

然而，由于血液/血浆在BLASS的生物反应器中的物质交换，和外源性肝细胞的合成、解毒和生物转化等过程需要比较长的治疗时间才能见到效果，对于危重患者来说，不能在短时间内改善其血液/血浆的质量，可能导致人体中其他器官和系统的并发症，会延误和影响对患者的及时治疗。

在申请号为94192400.9的中国发明专利公开说明书中，公开了一种“人造肝装置及其用于血液和血浆体外净化的方法”。该申请中的人造肝装置就是一种生物型人工肝支持系统，这种装置的作用是使患者的血液/血浆通过贯穿在装有培养液和外源性肝细胞的生物反应器中用半透膜制成的集束纤维管，使血液/血浆中的可溶性蛋白、葡萄糖和毒性物质等，透过半透膜扩散到培养液中，由外源性肝细胞进行解毒和代谢，完成肝脏功能。

上述专利公开说明书中的生物型人工肝支持系统虽然在理论上能在一定时间内支持肝功能衰竭患者的肝功能，但它还存在着下述缺点。

首先，为了维持生物反应器中的外源性肝细胞的活性，这种装置需要向生物反应器中供氧。因此，它需要一系列供氧的设施，例如氧气发生器，供氧泵，阀门和管道等等，而且还需要一整套控制氧气压力的控制装置。这就使得生物反应器的构成复杂化了，从而会提高它的制造成本，降低它这种装置使用时的可靠性。更重要的是，生物反应器中的培养液中对于肝细胞最适宜的含氧量和氧气的分压是大气中的含氧量和大气中的氧气分压，含氧量过高或过低，氧气的分压过高或过低，都不利于肝细胞的存活和提高它的活性。用供氧泵向培养液中供氧，就很难使培养液中的含氧量和氧气的分压保持与大气中的相同，因而，不利于提高肝细胞的活性和存活时间，结果，就不能充分发挥生物反应器的效能，使治疗的效果降低。

其次，这种装置基本上是单纯的生物型人工肝装置，它所实施的方法和借助于外源性肝细胞来补偿患者的肝脏所丧失的合成、代谢和生物转化等功能。然而，当患者的血液/血浆中存在大量的毒性物质或不能通过半透膜的大分子的物质时，这种装置就显得无能为力，不可能在短期内获得明显的治疗效果，从而丧失挽救患者的时机。

而且，更重要的是，在上述专利申请中，只列举了测试动物肝细胞在生物反应器中存活的时间和反应效果的一些试验数据，并未举出将该、装置和方法应用在人体上的治疗肝功能衰竭的实际临床效果。在医学技术领域中，在试验室内对动物肝细胞进行测试与对患者进行临床治疗这两者之间的差距是很大的，从试验室测试到临床应用，这中间还需要做大量的中间试验和进行创造性的劳动。

然而，在94192400.9号发明专利申请中，详细描述了生物型人工肝装置，以及使用这种装置时的许多技术细节，这些细节对于本技术领域的技术人员来说，具有参考价值，因此，可以作为本申请的最接近的参考文献。

有鉴于现有技术中所存在的问题，本发明的目的是提供一种复合型人工肝支持系统，这种系统的功能全面，工作效率高，其中用于培养外源性肝细胞的培养液的含氧量和氧气的分压最适合肝细胞的生长，因而能进行高密度的培养，当用于治疗各种类型的急、慢性肝功能衰竭病症时，能大大提高治愈率和患者的存活时间。此外，这种系统中的生物反应器的构成简单而且效能高，因而能降低这种系统的制造成本。

本发明的另一个目的是提供一种使用上述复合型人工肝支持系统的方法，按照本发明的方法使用这种复合型人工肝支持系统，能充分发挥本发明的系统的作用，提高治疗效果。

为实现上述目的，本发明的复合型人工肝支持系统可由以下各部分组成：

A用于清除血液/血浆中的毒性物质和芳香族氨基酸、酚之类的有害物质的血液/血浆置换和/或吸附装置，该装置包括下列各部分：

1.用于分离患者的血浆并将分离后的血浆排出的血浆分离装置；

2.包括泵、阀门和管道在内的健康血浆导入装置；

3.使上述血液/血浆置换和/或吸附装置处于人体温度下的恒温装

  置；

B生物型人工肝装置，该装置包括下列各部分：

1.一个生物反应器，该反应器包括下列各部分：

(1)一个物质交换器，该物质交换器中有用于让患者的血

(1)一个物质交换器，该物质交换器中有用于让患者的血液/血浆出入的进口和出口；用于让含有外源性肝细胞的培养液出入的进口和出口；用于加入含有新鲜的外源性肝细胞的培养液的进口；以及由半透膜制成的集束纤维管，该集束纤维管用于把上述患者的血液/血浆与含有外源性肝细胞的培养液隔离开来，但在两者之间却能进行中、小分子的物质交换；

(2)一个用于引入和培养活性外源性肝细胞的培养器，该培养器中有一根容纳培养基的透气管，该透气管周围的大气能渗透通过这根透气管；在该透气管上有一个与上述物质交换器中的含有外源性肝细胞的培养液出口连通的含有外源性肝细胞的培养液进口；一个与上述物质交换器中的培养液进口连通的含有外源性肝细胞的培养液出口；

2.一个用于使患者的血液/血浆在上述物质交换器与人体循环系统之间进行循环的血液/血浆恒流装置；

3.一个用于使含有外源性肝细胞的培养液在上述物质交换器与培养器之间进行循环的培养液恒流装置；以及

4.一个用于使该生物反应器保持在人体温度下的恒温装置。

特别应该指出的是，上述培养器中的透气管具有特殊的性能，由于它既能使培养液容纳在这根管子内，不使它渗漏，又能让周围的大气渗透通过这根管子，以补充培养液中消耗掉的氧气，而且，所补充的大气中的氧气的分压和含量最适合于细胞的生长和存活。这样，就不需要为供应氧气而设置泵、阀门之类的各种部件，不但简化了设备，降低了制造费用，而且大大提高了外源性肝细胞的活性和在培养液培养的外源性肝细胞的密度，从而有利于提高设备的效能，能大大提高治疗的效果。

本发明的使用上述复合型人工肝支持系统的方法由下列各步骤组成：

1.使患者的血液/血浆在本发明的复合型人工肝支持系统中的血液/血浆置换和/或吸附装置中进行置换和/或吸附，以便清除掉患者的血液/血浆中的大部分大分子毒性物质和有害的化学物质；

2.通过本发明的生物型人工肝装置中的培养器的培养液进口加入含有外源性肝细胞的培养液，在人体温度(37℃)和大气压力及含氧状

3.用本发明的生物型人工肝装置中的血液/血浆恒流装置，通过上述生物反应器中的血液/血浆进口，把经过置换和/或吸附之后的患者的血液/血浆，输入上述生物反应器的物质交换装置内，同时，用本发明的生物型人工肝装置中的培养液恒流装置，将培养器中含有足够数量的新鲜外源性肝细胞的培养液，通过上述生物反应器中的培养液进口，输入生物反应器内，使得上述患者的血液/血浆与上述培养液通过由半透膜制成的集束纤维管进行中、小分子物质交换，完成合成、代谢、生物转化等肝脏功能，然后，把经过物质交换完成了肝脏功能的培养液通过生物反应器中的培养液出口，用培养液恒流装置将其输送到培养器内，而经过物质交换后的患者的血液/血浆则通过生物反应器中的血液/血浆出口，用血液/血浆恒流装置将其送回人体的循环系统中。

在本发明的方法中，由于首先使患者的血液/血浆在血液/血浆置换和/或吸附装置中进行了置换或吸附，除掉了大部分大分子毒性物质和有害物质，然后再在生物型人工肝装置中用外源性肝细胞来完成合成、代谢和生物转化等肝脏功能，所以，一方面，能迅速缓解ALF患者因毒物而招致的肝昏迷状态，减少患者神经系统的损伤，另一方面，也因此提高了生物反应器的工作效能，使得外源性肝细胞能更加有效地完成其合成、代谢和生物转化等“本职”工作，从而大大提高了本发明复合型人工肝支持系统的治疗效果。

此外，如上所述，由于本发明的生物型人工肝装置中的培养器是由透气管制成的，在其中培养的外源性肝细胞所处的环境优越，完全与正常人体中的环境相同，所以培养的外源性肝细胞的密度可以很大，活性也很高，而且所培养的肝细胞的活性时间可以超过8个小时，因而大大提高了本发明治疗方法的疗效。在下面描述的应用本发明的复合型人工肝支持系统和方法的临床治疗病例中，将详细介绍本发明的疗效。

另外，在本发明方法的第一个步骤中，可以根据患者的不同病情和病因和血液中所含毒性物质和有害物质的具体情况，来决定采用血液/血浆的置换，还是血液/血浆的吸附，或者两者兼用。

下面，参照附图详细描述本发明的复合型人工肝支持系统的实施例和采用本发明的方法进行临床治疗的病例。附图中：

图1是本发明的复合型人工肝支持系统的一个典型实施例的示意图；

图2是应用本发明的复合型人工肝支持系统的使用方法进行临床治疗时，各个治疗步骤的流程图。

请参阅图1，图1表示本发明的复合型人工肝支持系统。图1中，标号10表示血液/血浆置换和/或吸附装置。标号11是用于分离患者的血浆，并将分离后的血浆排出去的血浆分离装置。标号16是用于排出分离后的血浆的排出口。标号12是导入健康血浆的装置，该装置包括常用的低压泵、阀门和管道在内，用于将健康的血浆输入血液/血浆置换和/或吸附装置内。标号16是将分离后的患者的血浆排到分离装置外部去的排出口。标号15是一种三通阀，转换该阀门的位置，可使与人体血管连通的管道或者与血液/血浆置换和/或吸附装置相连，或者与生物型人工肝装置相连。标号13是置换和/或吸附器，当用作置换器时，导入的健康血浆在此处与人体中的其他生物液体混合，当用作吸附器时，其中的吸附剂(例如活性碳、有涂覆层的活性碳、亲和柱、离子交换树脂等等)可吸附血液/血浆中的毒性物质。当然，如果需要，也可以使它既起与健康血浆的混合作用，也起吸附血液中的毒性物质的作用。

根据病情的要求，也可以不使用上述三通阀15，而采用管接头，在治疗的不同步骤中，分别与血液/血浆置换装置或生物型人工肝装置连接。

标号14所指的虚线所包括的范围，是使血液/血浆置换装置处于人体温度(37℃)下的恒温装置的工作范围，采用玻璃或绝热材料把它包围起来。这种恒温装置一般是自动控制的小型空调器，当环境温度低于37℃时，它使装置内部的温度升高到37℃，反之，则使装置内部的温度降低到37℃。

以上所述的血液/血浆置换和/或吸附装置是治疗各种血液病时常用的装置，应用在本发明中时，其作用也基本上相同。

标号20表示本发明的生物型人工肝装置。其中的标号21是物质交换器，用于在患者的血液/血浆与外源性肝细胞之间进行诸如合成，解毒和生物转化等反应，对患者进行肝功能支持。标号211是一种集束纤维管，这种集束纤维管由半透膜制成，装入物质交换器21内部后，患者的血液/血浆通过进口212进入该集束纤维管211的管腔内部，而含有外源性肝细胞的培养液则通过进口214，进入物质交换器内，处于集束纤维管211的外部，从而两者能通过半透膜进行各种生物反应和中、小分子的物质交换。经过生物反应和物质交换后的血液/血浆由出口213流出物质交换器，流回患者体内，而经过生物反应和物质交换的含有外源性肝细胞的培养液则通过出口215流出物质交换器，回到培养器中。

标号22表示一个培养器，用于引入和培养外源性肝细胞，使得肝细胞能在培养液中达到所要求的密度和活性(一般为1.5×10¹⁰个肝细胞，活率大于80％)。标号221表示一根透气管，含有外源性肝细胞的培养液在这根透气管内流动，而透气管的周围则是环境空气。培养液不能渗透通过透气管，但透气管周围的空气却能渗透通过透气管进入透气管的内部，用以培养外源性肝细胞。由于肝细胞处于最优化的大气压力下，而且空气中的含氧量正好最适合于肝细胞的生存，所以，这种培养器不但不需要一整套供氧装置和压力调节装置来向肝细胞供氧。这样不但简化了装置的构成，而且大大提高了肝细胞的密度和活性，在高密度下培养具有高度活性的肝细胞的时间可以超过8小时，从而提高了整套装置的工作效能。

从培养液出口223输出的含有肝细胞的培养液，经过交换器中的培养液进口214进入物质交换器内；经过物质交换后的培养液，从交换器的培养液出口215流出，由培养器中的培养液进口222流入培养器中的透气管221内。标号26是用于向培养器内补充外源性肝细胞和培养液的肝细胞源。

标号23表示用于使患者的血液/血浆在物质交换器与人体循环系统之间进行循环的血液/血浆恒流装置。这种恒流装置包括装在流通管道上的低压泵、阀门、压力调节装置和流量调节装置等部件，以便使血液/血浆处于受控制的压力和流速下进行流动。

标号24表示用于使含有外源性肝细胞的培养液在物质交换器与培养器之间进行循环的培养液恒流装置。这种装置也包括装在流通管道上的低压泵、阀门、压力调节装置和流量调节装置等部件，以便使培养液处于受控制的压力和流速下进行流动。

标号25表示使生物反应器保持在人体温度下的恒温装置。标号25所指的虚线所包括的范围是恒温器使生物反应器处于人体温度下的工作范围。和血液/血浆的恒温装置一样，它也是一种能自动控制的小型空调器。

以上这两种恒流装置和恒温装置都是治疗血液病的医疗设备中常用的装置。在公开的94192400.9号说明书中有比较详细的描述。就不在这里详细说明了。

请参阅图2，图2是应用本发明的复合型人工肝支持系统的使用方法进行临床治疗时各个步骤的流程图。

在图2的步骤S1中，利用本发明的血液/血浆置换和/或吸附装置对患者血液/血浆进行置换和/或吸附，以便清除患者血液/血浆中大部分毒性物质和有害的化学物质。当进行血液/血浆的置换时，要将从患者的血液中分离出来的废血浆排除掉，加入新鲜的健康血浆。当进行吸附时，可使用活性碳、亲和柱或离子交换树脂等吸附材料。或者，根据患者的病情，也可以既进行置换，也进行吸附。这一步骤的治疗时间一般为2小时左右。

在图2的步骤S2中，向本发明的生物型人工肝装置中的培养器加入含有外源性肝细胞的培养液，并在人体温度和大气压力及含氧状态下培养物外源性肝细胞。所培养的外源性肝细胞的总量应达到1.5×10¹⁰个以上，其中的活性细胞应高于80％。本发明中所使用的培养器是由透气管构成的，如上所述，这种透气管能为外源性肝细胞提供最佳的生活环境。本发明所使用的培养液中应该含有能维持肝细胞活力的营养物质和附加成份。这种培养液是本发明技术领域公知的，能在市面上购买到。而且，根据所培养的肝细胞种类的需要，还可以加入其他的补充的营养物质。本发明中所使用的外源性肝细胞，主要是猪肝细胞。当然，也可以使用其他动物的肝细胞，但根据发明者的经验，以猪肝细胞为佳。

在图2的步骤S3-1中，利用本发明生物型人工肝装置中的血液/血浆恒流装置，将经过置换和/或吸附的患者的血液/血浆，输入上述生物型人工肝装置中的物质交换器的用半透膜制成的集束纤维管管腔内部，并通过连接管道和恒流装置的各种部件，使它在物质交换器的集束纤维管管腔与患者的人体之间以适当的流速进行循环。

在图2的步骤S3-2中，利用本发明生物型人工肝装置中的培养液恒流装置，使得在步骤S2中培养的含有肝细胞的培养液在上述培养器的透气管管腔内部与物质交换器的集束纤维管管腔外部之间以适当的流速进行循环。

在图2的步骤S3-1和S3-2的基础上，即，在血液/血浆与培养液都在恒流装置的控制下进行正常循环的基础上，在图2的步骤4中，流过集束纤维管管腔内部的患者的血液/血浆便透过管壁与流过集束纤维管管腔外部的培养液中的外源性肝细胞进行中、小分子的物质交换，以完成合成、代谢和生物转化等肝脏功能，即，完成治疗疾病的功能。

下面，通过几个临床病例详细介绍应用本发明的复合型人工肝支持系统进行治疗的方法的过程，以及采用这种方法治疗所获得的效果。

病例1

女性患者，50岁，患梗阻性黄疸、肝门部胆管癌且已向肝左叶转移。曾施行肝门部胆管癌切除和肝左叶切除。术后第一天，患者出现少尿、无尿、腹胀、嗜睡等症状；血液检查结果为：ALT 3724U/L、AST4053U/L、TB 412μmol/L、DB 257μmol/L、Cr 652μmol/L、BUN41μmol/L。诊断为急性肝肾综合症。经过两次血液过滤治疗，患者仍血氨升高，嗜睡，呈肝性脑病。

2000年1月25日，肝切除术后第七天，用本发明复合型人工肝支持系统及使用方法进行治疗。治疗的过程如下：

首先用本发明的复合型人工肝支持系统中的血液/血浆置换(吸附)装置对患者的血浆进行2小时的吸附治疗，使患者的血氨从134μmol/L下降到98μmol/L，而且ALT、AST、TB、DB、BUN和Cr等也略有降低

然后，在本发明的复合型人工肝支持系统中的培养器中，对分离后获得的活率大于80％，总数为1.5×10¹⁰的新鲜中国实验用小型猪肝细胞，在37℃的恒温下，用培养液进行培养，并通过本发明中的培养液恒流装置使其在本发明的生物反应器中的培养器的透气管与物质交换器中的集束纤维管外部空间之间进行循环。

同时借助于本发明中的血液恒流装置，使患者的血液在其人体的循环系统的静脉与本发明的生物反应器中的集束纤维管的内腔之间进行循环。

在治疗中间，患者的血压、心率和呼吸平稳，未诉不适。在用上述步骤治疗4小时之后，对患者的血液的各种指标进行检测。检测的结果：血氨明显降低，从98μmol/L降低到45μmol/L，TB、DB、BUN的变化不大，AST、Cr升高。

治疗后的第一天，患者神志恢复清醒，血氨处于正常水平，ALT略升高，AST则比治疗过程中的明显降低，但DB明显升高，仍少尿。

治疗后的第二天，再次用本发明的血液/血浆置换(吸附)装置进行血液过滤治疗。到了第三天，患者的肝功能便恢复正常。但肾功能仍衰竭。后患者因经济原因要求停止治疗。

在上述治疗过程中，还每小时从复合型人工肝支持系统的培养器中取出肝细胞，用胎盘蓝染色法测定外源性猪肝细胞的总数和存活率。测定结果为，当总数为1.5×10¹⁰时，在8个小时之内存活率均大于80％。

本病例表明，先采用血液/血浆置换(吸附)装置进行置换或吸附，再用生物型人工肝装置对血液/血浆进行治疗，可防止血液循环管道内出现凝血，并且能减少肝衰竭患者血液中的毒性物质。采用猪肝细胞作为外源性肝细胞对患者血液/血浆进行治疗，可明显降低患者的血氨、TB、DB等指标，有助于改善肝性脑病患者的神志。在治疗中，AST的升高与生物型人工肝装置中死亡的猪肝细胞有关，而Cr的升高，可能是因装置中猪肝细胞对氨类物质进行了生物转化，但衰竭的肾功能却不能使其及时排出而造成的。

病例2

男性患者，32岁。患慢性重型乙型病毒性肝炎，肝功能失调。先前曾经过药物治疗及8次血浆置换(每次2500-3000ml)，但患者干功能继续恶化，黄疸加深，腹水增多，尿量少，肾功能受损，精神萎靡。查血结果，血氨正常，酶疸分离，凝血功能障碍。

2000年8月25日开始用本发明的复合型人工肝支持系统即方法进行治疗，治疗过程如下：

首先用本发明的复合型人工肝支持系统中的血液/血浆置换(吸附)装置对患者的血浆进行2小时的吸附治疗，但患者血液中的TB、DB等无明显改善。

随后，用本发明的复合型人工肝支持系统中的生物型人工肝装置进行治疗。所用的外源性肝细胞的活率和密度与病例1相同。经2小时治疗后，患者血浆中的TB、DB、AST略有降低，CH较治疗前升高。经4小时治疗后，ALT、AST即降低到正常水平，TB、DB进一步降低；CH、Alb较治疗前升高，PEP中的γ％明显升高。在用生物型人工肝装置进行治疗的过程中，患者的血压、心率和呼吸平稳，伸神志由嗜睡转为清醒，主动交谈，要求饮水、进食，未诉不适。治疗后，患者就能自行走出治疗室，安全返回病房。

治疗后第一天，尿量增加300ml，AST、TB、DB升高。从治疗后的第一天到第七天，内，患者自诉精神明显好转，腹胀减轻，食欲好转，可下地活动。但到治疗后的第20天，TB、DB进一步升高，CH、Alb低于正常值，TP恢复到正常值，说明患者仍处于慢性肝功能丧失代偿期。后来，继续用药物进行治疗，维持5个月后，患者因经济问题出院。

本病例表明，对慢性肝功能丧失代偿的患者，采用本发明的复合型人工肝支持系统和方法进行治疗，也能明显降低血浆中的TB、DB水平，取得相当明显的疗效。但，由于患者的肝脏再生和储备能力太差，治疗的效果只能维持比较短的时间。如需长期维持治疗效果，只要经济条件许可，可以有规律地用本发明的方法进行治疗。

病例3

女性患者，43岁。患急性重症病毒性肝炎，症状为暴发性肝衰竭，肝性脑病，肝昏迷IV度。在用本发明的方法治疗前9天，出现了纳差，尿黄，治疗前2天，出现嗜睡，神志不清，呼之不应，髁阵挛(+)，肝浊音界缩小。血检结果，ALT、AST、TB、DB、ALP明显升高，PTA明显降低；血常规WBC＝16.6×10⁹/L，N＝71.8％，L＝28.3％。治疗前一天，仍肝昏迷IV度，髁阵挛(+)，体温39℃，出现躁动。B超报告为弥漫性肝损害，肝左叶厚5.9cm，长4.5cm，右叶斜径11.9cm。其间，各种保肝，支持，抗感染，激素、脱水等等治疗均未见效，且曾进行一次小抢救。

2001年1月11日11时开始，用本发明的复合型人工肝支持系及其使用方法进行治疗。首先进行血浆置换，共两次，第一次1立升，第二次2.5立升。检查患者血液，ALT、AST、TB、DB、ALP明显降低。从14时40分开始用本发明的复合型人工肝支持系统的生物型人工肝装置进行治疗。所用的外源性肝细胞的活率和密度与病例1相同。经治疗4小时后，检查患者血液，ALT、ALP、TP继续降低，TB、DB略有升高，AST明显升高。

治疗后第一天(1月12日)，患者仍有浅昏迷。血检结果：PTA明显升高(21.56)，肝肺浊三个肋间，肢体远端肿胀。给予白蛋白。

治疗后第二天(1月13日)，患者想进食，呼之能应，能回答简单问题，认知力和定向力稍有恢复，但仍嗜睡。未见髁阵挛。查血，ALT、AST、ALP较治疗前明显降低，PTA升高到29.63％，WBC＝19.0×10⁹/L。

治疗后第三天(1月14日)，患者意识清楚，能进食，髁阵挛(—)。

治疗后第四天(1月15日)，患者诉饥饿，神志已清楚，计算力，定向力恢复正常。感染控制好(WBC＝12.1×10⁹/L)。

治疗后第六天(1月17日)，患者基本恢复正常，查血结果为PTA升高到49.9％，其他同前。

治疗后第八天(1月18日)，患者出院。

三周后对患者进行了随访，发现患者一般情况良好，未复发。

本病例表明，本发明的复合型人工肝支持系统及其使用方法对于急性暴发性肝衰竭患者，肝性脑病患者，具有极好的治疗效果，能很快使患者的神志恢复清醒。这主要是因为通过解毒和暂时的肝功能替代，为患者衰竭的肝脏功能的代偿和肝脏的再生和修复赢得了时间，从而挽救了患者的生命。在治疗时发生的AST水平暂时的升高，根据分析，可能是死亡的外源性猪肝细胞释放了AST所造成的。综上所述，通过这些病例可以看到，本发明的复合型人工肝支持系统及其使用方法，由于其综合了治疗血液病的最先进的技术，先进行血液/血浆的置换或吸附，减少了患者血液中的毒性物质，然后再用生物型人工肝装置进行治疗，有利于外源性肝细胞(在本发明中采用的是猪肝细胞)的存活和更好地发挥其代替肝脏的作用，而且采用了透气管作为外源性肝细胞的培养器的容器，能大幅度提高外源性肝细胞的密度和存活时间，所以，无论对于急性或是慢性的肝功能衰竭的患者，都具有突出的治疗效果，它在对血液/血浆进行解毒之后，能利用外源性肝细胞对人体的肝脏进行实质性的支持，使患者暂时获得良好的肝脏的合成、代谢等功能，对于急性肝病患者而言，能为患者自身的肝脏恢复功能赢得时机；对于慢性肝病患者，虽然患者本身的肝脏功能已无法恢复，也能为其等待肝脏的移植争取时间。

Claims (6)

1.一种复合型人工肝支持系统可由以下各部分组成：

A  用于清除血液/血浆中的毒性物质和芳香族氨基酸、酚之类的有害物质的血液/血浆置换和/或吸附装置，该装置包括下列各部分：

①.用于分离患者的血浆并将分离后的血浆排出的血浆分离装置；

②.包括泵、阀门和管道在内的健康血浆导入装置；

③.使上述血液/血浆置换和/或吸附装置处于人体温度下的恒温装

   置；

B生物型人工肝装置，该装置包括下列各部分：

①.一个生物反应器，该反应器包括下列各部分：

(1)一个物质交换器，该物质交换器中有用于让患者的血液/血浆出入的进口和出口；用于让含有外源性肝细胞的培养液出入的进口和出口；用于加入含有新鲜的外源性肝细胞的培养液的进口；以及由半透膜制成的集束纤维管，该集束纤维管用于把上述患者的血液/血浆与含有外源性肝细胞的培养液隔离开来，但在两者之间却能进行中、小分子的物质交换；

(2)一个用于引入和培养活性外源性肝细胞的培养器，该培养器中有一根容纳培养基的透气管，该透气管周围的大气能渗透通过这根透气管；在该透气管上有一个与上述物质交换器中的含有外源性肝细胞的培养液出口连通的含有外源性肝细胞的培养液进口；一个与上述物质交换器中的培养液进口连通的含有外源性肝细胞的培养液出口；

②.一个用于使患者的血液/血浆在上述物质交换器与人体循环系统之间进行循环的血液/血浆恒流装置；

③.一个用于使含有外源性肝细胞的培养液在上述物质交换器与培养器之间进行循环的培养液恒流装置；以及

④.一个用于使该生物反应器保持在人体温度下的恒温装置。

2.如权利要求1所述的复合型人工肝支持系统，其特征在于，上述血液/血浆恒流装置包括装在流通管道上的低压泵、阀门、压力调节装置和流量调节装置等部件。

3.如权利要求1所述的复合型人工肝支持系统，其特征在于，上述培养液恒流装置包括装在流通管道上的低压泵、阀门、压力调节装置和流量调节装置等部件。

4.如权利要求1所述的复合型人工肝支持系统，其特征在于，上述血液/血浆置换和/或吸附装置的恒温装置，以及上述生物反应器中的恒温装置都是一种小型的，能自动控制所设定的温度的空调器。

5.一种使用上述权利要求中任何意想中所述的复合型人工肝支持系统的方法，它由下列各步骤组成：

①使患者的血液/血浆在本发明的复合型人工肝支持系统中的血液/血浆置换(或吸附)装置中进行置换(或吸附)，以便清除掉患者的血液/血浆中的大部分大分子毒性物质和有害的化学物质；

②通过本发明的生物型人工肝装置中的培养器的培养液进口加入含有外源性肝细胞的培养液，在人体温度(37℃)和大气压力及含氧状态下培养外源性肝细胞；

③用本发明的生物型人工肝装置中的血液/血浆恒流装置，通过上述生物反应器中的血液/血浆进口，把经过置换(或吸附)之后的患者的血液/血浆，输入上述生物反应器的物质交换装置内，同时，用本发明的生物型人工肝装置中的培养液恒流装置，将培养器中含有足够数量的新鲜外源性肝细胞的培养液，通过上述生物反应器中的培养液进口，输入生物反应器内，使得上述患者的血液/血浆与上述培养液通过由半透膜制成的集束纤维管进行中、小分子物质交换，完成合成、代谢、生物转化等肝脏功能，然后，把经过物质交换完成了肝脏功能的培养液通过生物反应器中的培养液出口，用培养液恒流装置将其输送到培养器内，而经过物质交换后的患者的血液/血浆则通过生物反应器中的血液/血浆出口，用血液/血浆恒流装置将其送回人体的循环系统中。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，在上述培养外源性肝细胞的步骤中，所培养的肝细胞是猪肝细胞，所培养的细胞数量为1.5×10¹⁰个肝细胞，细胞的活率大于80％。

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