CN200984248Y - 一种可移植的人工替代单元 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种可移植的人工替代单元，其可移植入人体用作维持特定组织功能的暂时替代物。包括一外包围体，一置于该外包围体内的中空支架，置于该支架内腔中的腔内填充细胞和填充物，以及置于该支架与外包围体之间的功能细胞和营养基质体，且，所述支架和外包围体壁面上均设有多个贯穿的微孔通道。其中支架使得替代单元具有特定的形状和体积，并能提供物理和营养支撑；外包围体使得填充细胞和细胞的营养基质束缚在一个特定的区域，而支架和外包围体上所设通孔，便于在该替代单元中生长的细胞进入周围的组织，形成与受体体内循环相交通的毛细血管网。
Description
技术领域
本实用新型涉及生物医学领域，具体涉及一种人造器官或称替代单元的结构，该替代单元可移植入人体用作维持特定组织功能的暂时替代物。
背景技术
器官移植是器官衰竭时一个重要的治疗手段。以肝病治疗为例，肝脏是人体最复杂的器官之一，全世界约有3亿多肝病患者，原位肝移植是肝功能衰竭及先天性肝代谢疾病唯一成熟有效的治疗方法。但是供肝缺乏是世界各国面临的主要问题。尽管近年来发展了背驮式、劈离式、活体劈离式等多种部分肝移植术式以最大程度利用供肝，但仍不能解决等待肝移植患者与供肝数量之间的巨大差额，且因其具有操作复杂、终生免疫抑制及其严重的并发症、花费巨大等缺点，临床应用受到极大的限制。随着组织工程学概念的提出和不断发展，肝组织工程日益成为终末期肝病治疗的研究热点，将体外人工构建的肝脏器官替代单元移植到患者体内(部分)代偿肝脏功能的组织替代物成为医学领域研究方向。
与肝病治疗类似，对糖尿病、脊髓损伤、皮肤或软组织巨大缺损、尿道缺损或畸形、尿毒症等疾病治疗中，使用相应替代单元移植至患者体内补偿或替代相应器官的形态、结构和功能也是一个重要的医学研究方向。
因此，研究具有代偿功能的人工替代单元成为必然，而现有技术中，尚未见此类替代单元的报道。
实用新型内容
本实用新型的目的，在于提供一种人工替代单元，其可移植入人体用作维持特定组织功能的暂时替代物。
本实用新型的一种人工替代单元，包括：一外包围体，一置于该外包围体内的中空支架，置于该支架内腔中的腔内填充细胞和填充物，以及置于该支架与外包围体之间的功能细胞和营养基质体，且，所述支架和外包围体壁面上均设有多个贯穿的微孔通道。
其中，所述微孔通道直径在100～200μm。
其中，所述支架为平面二分叉形式，主干和两分叉在同一平面上，且两分叉相对于主干呈一角度分布。所述支架主干端口可包含于外包围体内或伸出外包围体。
其中，所述支架为立体多维分级形式，主干下连接两分叉，每一分叉又分成若干下一级支分叉，支分叉与主干不在同一平面上。所述支架主干和支分叉端口可包含于外包围体内或伸出外包围体。
其中，所述支架为蛇形，该支架为一弯曲的长管。所述弯曲的长管两端口可包含于外包围体内或伸出外包围体。
采用以上设计，支架使得替代单元具有特定的形状和体积，并能提供物理和营养支撑；外包围体使得填充细胞和细胞的营养基质束缚在一个特定的区域，而支架和外包围体上所设通孔，便于在该替代单元中生长的细胞进入周围的组织，形成与受体体内循环相交通的毛细血管网。
附图说明
图1为本实用新型人工替代单元的结构示意图；
图2为图1所示人工替代单元中一种支架形式示意图；
图3为可用于本实用新型中的另一种支架形式示意图；
图4为可用于本实用新型中的又一种支架形式示意图。
具体实施方式
以下将结合附图与具体实施例详述本实用新型。
本实用新型人工替代单元相当于一个人造器官类似物，其中，需要设计支架使得该替代物具有特定的形状和体积，并提供物理和营养支撑；单元内部及支架中需要设计活性细胞使得该替代物具有特定的功能和寿命，同时还应有具有向血管内皮细胞分化潜能的细胞，能够在该替代单元中生长并进入周围的组织细胞，形成与受体体内循环相交通的毛细血管网。
基于以上设计思想，本实用新型人工替代单元结构参见图1，包括：一外包围体1，一置于该外包围体内的中空支架2，置于该支架2内腔中的含有腔内填充细胞3的填充物4，以及置于该支架2与外包围体1之间的含有腔外填充细胞5的营养基质体6，且，支架2与外包围体1壁面上均设有贯穿的微孔通道21和11。
在本实用新型中，腔内填充细胞3是具有向血管内皮细胞分化潜能的前体细胞，其为多种离体组织来源的(包括骨髓、脐带、胎盘和脂肪等组织)、经过预分化处理的成体干细胞；腔外填充细胞5为具有向特定功能细胞分化潜能的多种离体组织来源的(可以来自骨髓、脐带、胎盘和脂肪等组织)、经过预分化处理的成体干细胞，功能细胞可以为肝细胞、肝基质细胞、胰岛β细胞、肾上皮细胞、脂肪细胞等。
在本实用新型中，填充物4和营养基质体6可为含有特定生长因子组合的生物胶。具体可选用商品化的医用生物蛋白胶，如纤维蛋白元和凝血酶(广州倍绣生物技术有限公司)，其内可加入促进成体干细胞定向诱导分化的细胞因子，如填充物4中可加入10-50ng/ml血管内皮细胞生长因子(VEGF)，营养基质体6中可加入10-40ng/ml肝细胞生长因子(HGF)、10-40ng/ml表皮生长因子(EGF)、和10-40ng/ml成纤维细胞生长因子(FGF)中的一种或多种，这些生长因子均可以从商业渠道购买。
在本实用新型中，支架2与外包围体1可选用具有孔洞结构的可降解的生物材料，可选用的材料如胶原、壳聚糖、聚乳酸(PLA)、聚羟基乙酸(PGA)、聚L一乳酸、聚羟基烷酸酯(PHA)、聚羟基丁酸酯(PHB)和聚乳酸羟基乙酸(PLGA)中的一种；这些材料可以使用NaCl颗粒制孔/浸出法制备成多孔薄膜材料，进而制备成本实用新型中的支架2和外包围体1；
在本实用新型中，支架2和外包围体1材料制成的壁面应具有贯穿整个壁面的较大的微孔通道21或11。当材料本身微孔不具有贯穿性时，需要人工在支架2和外包围体1壁面上开设微孔通道21和11，该微孔通道21和11直径在100～200μm。
在本实用新型中，支架2的形式可以有各种变化。图2示出了一种平面二分叉形式，该种形式两分叉22和主干23在同一平面上且相对于主干23呈一角度分布。结合图1所示，使用该种形式的支架2的人工替代单元，其主干23端口和两分叉22置于外包围体1内，含有腔内填充细胞3的填充物4填充在支架2内管，含有腔外填充细胞5的营养基质体6填充在支架2外壁和外包围体1之间，形成了本实用新型的一种人工替代单元。
当然，支架2的主干23也可伸出外包围体1，以利于与周围组织融合。
另一种支架2的变化形式可参见图3。该支架2为立体多维分级的形式，主干23下连接两分叉22，每一分叉22又继续分成若干下一级支分叉24(图中示出两个分支叉24)，支分叉24与主干23不在同一平面上，这样形成的支架2具有多维立体构象，主干23和末端的支分叉24端口均处于外包围体1内，如此结合含有腔内填充细胞3的填充物4和含有腔外填充细胞5的营养基质体6形成了本实用新型的另一种人工替代单元。这种多维立体分级支架2，更易于形成毛细血管网，有效体积和表面积更大，易于物质交换和替代物的存活及其功能发挥。
当然，支架2的主干23和末端的支分叉24端口也可伸出外包围体1，以利于与周围组织融合。
此外，还有一种支架2的变化形式为蛇形，参见图4所示，该支架2可为一弯曲的长管，弯管内填充有腔内填充细胞和填充物，弯管外填充腔外填充细胞和营养基质体，弯管包于外包围体，从而形成另一种人工替代单元。这种形式的人工替代单元适用于制备胰岛、肝、肾、脂肪组织等替代物。
该人工替代单元一个具体的应用为构成组织工程肝单元。该应用中，在支架2中植入的腔内填充细胞3为向内皮细胞预诱导的间充质干细胞，填充物4为添加VEGF的生物蛋白胶；包裹支架2周围的腔外填充细胞5是向肝细胞及肝基质细胞预诱导的间充质干细胞，营养基质体6为添加HGF、EGF和FGF的生物蛋白胶，由此构成了具有辅助、支持、替代功能的、以及可移植的组织工程肝单元。
改变腔外填充细胞5，可以改变人工替代单元的应用方向。如，腔外填充细胞5分别为胰岛β细胞、肾上皮细胞、脂肪细胞等时，可以分别形成可移植的组织工程胰岛、肾和脂肪组织单元，用于腹腔内或损伤缺损部位移植或填充。
以上列举了几种可行的人工替代单元，仅作为具体实施例，并非穷举。事实上，作为不同器官组织的替代单元，可以依据本实用新型的设计思想，根据不同器官组织的特点变化替代单元的形式，如外包围体1的形状，内部支架2的形式，填充细胞的类型，填充物或营养基质及其内的细胞因子组合类型等等，这些变化与实施，无需一一列举，均应包含在本实用新型范围之内。
Claims (8)
1、一种可移植的人工替代单元，其特征在于，包括：一外包围体，一置于该外包围体内的中空支架，置于该支架内腔中的腔内填充细胞和填充物，以及置于该支架与外包围体之间的功能细胞和营养基质体，且，所述支架和外包围体壁面上均设有多个贯穿的微孔通道。
2、根据权利要求1所述可移植的人工替代单元，其特征在于，所述微孔通道直径在100～200μm。
3、根据权利要求1或2所述可移植的人工替代单元，其特征在于，所述支架为平面二分叉形式，主干和两分叉在同一平面上，且两分叉相对于主干呈一角度分布。
4、根据权利要求3所述可移植的人工替代单元，其特征在于，所述支架主干端口伸出外包围体。
5、根据权利要求1或2所述可移植的人工替代单元，其特征在于，所述支架为立体多维分级形式，主干下连接两分叉，每一分叉又分成若干下一级支分叉，支分叉与主干不在同一平面上。
6、根据权利要求5所述可移植的人工替代单元，其特征在于，所述支架主干和支分叉端口伸出外包围体。
7、根据权利要求1或2所述可移植的人工替代单元，其特征在于，所述支架为蛇形，该支架为一弯曲的长管。
8、根据权利要求7所述可移植的人工替代单元，其特征在于，所述弯曲的长管两端口伸出外包围体。
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|---|---|---|---|
| CN 200620133811 CN200984248Y (zh) | 2006-09-18 | 2006-09-18 | 一种可移植的人工替代单元 |
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| CN 200620133811 CN200984248Y (zh) | 2006-09-18 | 2006-09-18 | 一种可移植的人工替代单元 |
Publications (1)
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| CN200984248Y true CN200984248Y (zh) | 2007-12-05 |
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| CN 200620133811 Expired - Lifetime CN200984248Y (zh) | 2006-09-18 | 2006-09-18 | 一种可移植的人工替代单元 |
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| CN (1) | CN200984248Y (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103767804A (zh) * | 2014-01-20 | 2014-05-07 | 清华大学 | 一种具有微流体通道的血管化组织结构及其制备方法 |
-
2006
- 2006-09-18 CN CN 200620133811 patent/CN200984248Y/zh not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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