CN1633950A - 人工肝用生物反应器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种人工肝用生物反应器，在现有使用中空纤维内芯生物反应器的基础上，采用无纺布包卷多个中空纤维内芯，使中空纤维内芯既附着于无纺布，又留有空隙，将无纺布包卷并列安置在圆柱形容器内。中空纤维丝附着于无纺布上，不易产生纠集和狭窄，无纺布有很好的生物相容性，对肝细胞有很强的亲和力，肝细胞很容易黏附到无纺布上并贴壁生长发挥其生物功能。
Description
技术领域
本发明属于生物医学技术领域，涉及一种医疗设备，一种为生物型和混合型人工肝治疗使用的核心装置——人工肝用生物反应器。
背景技术
生物反应器是生物型和混合型人工肝支持系统的核心装置，是外源性肝细胞和患者血液/血浆进行物质交换的场所。作为生物反应器要符合以下基本要求：中小分子物质双向传输以及大分子物质免疫阻隔、保障肝细胞的活性与功能以及一定容量。
现有的应用于人工肝的生物反应器一般为细胞培养用的中空纤维反应器。所谓中空纤维反应器是将一束中空纤维丝封闭于一容器中(一般为圆柱形)，中空纤维丝将容器分为内、外两腔，中空纤维丝内为内腔，丝外为外腔。患者血液和培养肝细胞分别置于中空纤维丝的两腔，中空纤维丝由特殊材料构成，起到免疫隔离和物质交换的作用。但是一般的中空纤维形生物反应器有缺陷，因为肝细胞是贴壁型的细胞，一般贴壁生长才能有效地发挥其生理功能。但是普通的中空纤维反应器不利于管外腔的培养肝细胞贴壁生长。上述缺陷是目前生物人工肝治疗不能提高肝功能衰竭疗效的原因所在。
发明内容
本发明所提供的人工肝用生物反应器，包括一个有多个进出口的圆柱形容器，容器内有多个用中空纤维制成的两端相通的中空纤维圆柱形内芯(6)，内芯内为内腔，内芯外为外腔，其特点是用无纺布将中空纤维圆柱形内芯(6)包卷成含中空纤维圆柱形内芯的两端相通的无纺布包卷(5)，将无纺布包卷(5)并列安置在圆柱形容器中。无纺布包卷(5)内的中空纤维圆柱形内芯(6)呈松散状附着在无纺布上，内芯之间的空隙形成外腔。
所述无纺布包卷(5)可以是多个小包卷，也可以是一个大包卷圈成同心圆状。
圆柱形容器的内腔进出口(1、2)设置在圆柱形容器的两端，且上、下各有外腔进出口(4、3)。
附图说明
图1为人工肝用生物反应器纵切面结构示意图；
图2为人工肝用生物反应器以预冲洗液出口/取样口4为切点的横切面结构示意图。
具体实施方式
本实施例人工肝用生物反应器的外形为圆柱型，透明塑料外壳。大小尺寸为：长10cm，横截面的直径为2cm.容积为20ml。实际制作时，可根据用途需要放大或缩小，制定所需要的尺寸。
如图1、图2所示：1为血液/血浆入口，供血液/血浆进入中空纤维圆柱形内芯内的内腔，2为血液/血浆出口，即血液/血浆流经中空纤维内腔后的流出口，3为预冲液/肝细胞入口，通过该入口注入肝细胞悬液和冲入预冲液，4为预冲洗液出口/取样口，即预冲洗时和肝细胞注入时预冲液的出口，同时也是人工肝治疗时的取样口，生物反应器内部的5为无纺布包卷，无纺布又称非织造布(nonwoven)，为肝细胞的附着部位和中空纤维内芯的包卷状支撑物，6为中空纤维圆柱形内芯，为血液/血浆的通路，被无纺布包卷，并附着于无纺布，7为塑料外壳。
本实例的无纺布包卷为多个小包卷，中空纤维内芯的直径约为1mm，无纺布包卷的直径约为4mm，形成的空隙供预冲液和肝细胞悬液进出。
中空纤维内芯的开口位于圆柱形的两侧，在此中空纤维间的空隙封闭，无纺布包卷的两端也闭合。
本发明与以往的中空型纤维反应器相比有如下的优点：中空纤维丝附着于无纺布上，不易产生内腔狭窄和中空纤维丝之间的相互缠绕；无纺布有很好的生物相容性，对肝细胞有很强的亲和力，肝细胞很容易黏附到无纺布上并贴壁生长发挥其生物功能。
预冲液/肝细胞入口和预冲液出口/取样口位于圆柱形外壳的柱面上，预冲液/肝细胞入口和预冲液出口/取样口开口的设置方向相反，这样在外腔预冲和肝细胞注入时就能最大程度减少死腔的体积，有利于扩大有效交换面积，增加有效容积.
以下用模型猪的实例来描述本发明的人工肝用生物反应器的使用。
先用含肝素的生理盐水冲洗生物反应器的外腔和内腔，于无菌条件分离获取原代猪肝细胞，将肝细胞悬液通过预冲液/肝细胞入口3注入生物反应器的外腔，同时外腔的预冲洗液体从预冲液出口/取样口4排出，当肝细胞悬液完全替代预冲洗液后将3和4封闭。随后将模型猪的血液从血液/血浆入口1引入，然后流经生物反应器后从2排出，再输回模型猪的体内。维持血液循环数小时后结束治疗。Kaplan-Meier生存分析显示此治疗可以显著延长受试动物的存活时间。
本发明的人工肝生物反应器为一次性使用的医疗器械。
Claims (4)
1、一种人工肝用生物反应器，包括一个有多个进出口的圆柱形容器，容器内有多个用中空纤维制成的两端相通的中空纤维圆柱形内芯(6)，内芯内为内腔，内芯外为外腔，其特征在于：用无纺布将中空纤维圆柱形内芯(6)包卷成含中空纤维圆柱形内芯的两端相通的无纺布包卷(5)，将无纺布包卷(5)并列安置在圆柱形容器中。
2、按权利要求1所述人工肝用生物反应器，其特征在于：所述无纺布包卷(5)内的中空纤维圆柱形内芯(6)呈松散状附着在无纺布上，内芯之间的空隙形成外腔。
3、按权利要求1和2所述人工肝用生物反应器，其特征在于：所述无纺布包卷(5)可以是多个小包卷，也可以是一个大包卷圈成同心圆状。
4、按权利要求1所述人工肝用生物反应器，其特征在于：所述圆柱形容器的内腔进出口(1、2)设置在圆柱形容器的两端，且上、下各有外腔进出口(4、3)。
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