JPH10512159A - Culture products for bioartificial liver - Google Patents

Culture products for bioartificial liver

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JPH10512159A
JPH10512159A JP9517579A JP51757996A JPH10512159A JP H10512159 A JPH10512159 A JP H10512159A JP 9517579 A JP9517579 A JP 9517579A JP 51757996 A JP51757996 A JP 51757996A JP H10512159 A JPH10512159 A JP H10512159A
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JP
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blood
culture
circuit
bioreactor
perfusion
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JP9517579A
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ペイジ，ダレル
ウォジシーチョフスキイ，ロバート
Original Assignee
セレックス バイオサイエンシズ，インコーポレイティド
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Abstract

(57)【要約】 培養（培地）回路（14）及び血液灌流（血液）回路（16）の両者を有する中空繊維生物反応器（24及び26）を用いる生物人工肝臓への使用のための使い捨て培養製品（すなわち、生物反応器支持モジュール（11）及び管セット（12）アセンブリー（10）が提供される。前記アセンブリー（10）は、生物反応器（24及び26）への供給の前、培地及び血液に操作可能的にガス供給をするために培養回路（14）と血液灌流回路（16）の両者に操作可能的に連結されるガス交換回路（20）を包含する。培養回路（14）及び血液回路（16）の両者内への単一のガス交換カートリッジの使用は、他のアプローチに比較して、機能及び性能の両者の点で利点を提供する。 (57) Abstract: Disposable for use in bioartificial livers using hollow fiber bioreactors (24 and 26) having both a culture (medium) circuit (14) and a blood perfusion (blood) circuit (16) A culture product (ie, a bioreactor support module (11) and a tube set (12) assembly (10) is provided. The assembly (10) comprises a culture medium prior to feeding to the bioreactors (24 and 26). And a gas exchange circuit (20) operably connected to both the culture circuit (14) and the blood perfusion circuit (16) to operably gas the blood. And the use of a single gas exchange cartridge in both the blood circuit (16) offers advantages in both function and performance compared to other approaches.

Description

【発明の詳細な説明】 生物人工肝臓のための培養製品 技術分野 本発明は、生物人工肝臓支持体についての方法及びシステムに関する。もう１ つの態様においては、本発明は、中空繊維生物反応器の機能を支持するために有 用な培養製品に関する。さらにもう１つの観点においては、本発明は、透析シス テム及び患者の支持システム、並びに特に、血液又は他の流体におけるガス交換 のための手段を用いるシステムに関する。 背景技術 急性肝不全の患者に生体外肝臓補助を供給するための多くの選択すべきアプロ ーチが提案されて来た。そのようなアプローチは、患者自身の器官の再生工程の 開始を可能にするために、適応性に欠ける肝不全の短い危険な期間、肝機能を維 持することを意図される。 最近、N．Sussman及びJ．Kellyは、中空繊維内にクローン化された肝細胞を用 いての人工肝臓開発において行なわれた進歩を記載している(“The Artificial Liver”，Scientific American，May／June 1995)。特に、それらの著者は、ク ローン化された肝細胞系(C3A)の使用を包含するアプローチを記載する。それら の細胞は、培地が繊維自体を通してポンプで送られるにつれて、その中空繊維生 物反応器の生体外空間において増殖される。 細胞増殖の間、細胞はまた、インライン酸素添加器の使用及び早い流速により 溶解された酸素を供給される。実際の処理の間、それらの著者は、“処理の間、 細胞酸素添加の問題”を認識しているけ れども、連続した機能を有するカートリッジの使用を構想している。 関連するアプローチが、Scholz及びHuにより開発されており、そしてたとえば Patent Cooperation Treaty Application No．pct/US91/07952に記載されている 。このアプローチにおいては、肝細胞がコラーゲン溶液に懸濁され、そして中空 繊維アセンブリーの管腔中に接種される。次に、その細胞／コラーゲン溶液が、 コラーゲンゲル収縮を促進する条件下で約20時間、培地と共にインキュベートさ れる。これは、繊維内に開放管腔内空間の形成と共に、コラーゲン及び細胞を含 むバイオマトリックスの形成をもたらす。 バイオマトリックスが形成されると、血液は管腔外シェル空間を通して流れ、 そして半透過性中空繊維が肝細胞含有マトリックスからの血液の分離を可能にす る。培地の管腔内流れは、細胞増殖を支持するのに必要な成長因子及び栄養物を 運ぶために、新しく創造された管腔空間を通しての流れを可能にする。管腔内流 れはまた、毒素及び代謝生成物を除去するためにも使用され得る。 Sielaffなどは、文献“Gel-Entrapment Bioartificial Liver Therapy in Gal actosamine Hepatitis”，J.Surg ．Res．59，179〜184(1995)において、そのよ うな生物反応器の使用により行なわれた最近の進歩を記載する。 図２において、Sielaffなどの文献は、予備血液灌流及び血液灌流相の両者で のpH、酸素及びシェル流れの調節に使用される細胞培養ハードウェア及びソフト ウェアの機能的な図を提供する。その図は、空気及びCO2のブレンドを提供する ためにガス交換体（“GEX”）の使用を示す。 ガス交換体は、患者自身の心臓及び肺が手術の間、停止される開放心臓手術の ような目的のために使用されるよう開発され、そして 使用し続けられた。そのような器官の機能は、ひじょうに複雑であり、そして主 に代謝的である肝臓の機能に比較して、主に機械的である。 しかしながら、ガス交換体は典型的には、生物反応器を用いての、又はより特 定には、中空繊維生物人工肝臓を用いての血液灌流の間、提案されておらず又は 使用されいない。対照的に、Sussmanなどの上記引用された文献（73ページ、第 １欄）において、著者は、単に２つの二者択一の及び有意に異なったアプローチ 、すなわち“酸素添加された血漿による灌流、又は完全な血液による灌流”のい づれかを提供することによって、“処理の間、細胞酸素添加の問題”に注意を向 けている。 従って、出願者は、２つの回路の２つの相管腔外流路（ここで、単一のガス交 換カートリッジが両回路を操作するために供給されている）を有する中空繊維生 物反応器の使用を提案し、教授するいずれの従来技術にも気づいていない。 図面の簡単な説明 図１は、培養回路の操作における、２つの生物反応器と組合しての本発明の使 い捨て培養製品アセンブリーを示し； 図２は、血液灌流回路の操作における図１のアセンブリー及び生物反応器を示 し； 図３は、本発明の装置への使用のための好ましいスイッチ弁の透視図を示し； 図４Ａ及び４Ｂは、それぞれ、図１及び２のアセンブリー及び生物反応器を組 込む操作可能な血液灌流システムの前方及び後方透視図を示す。 発明の要約 細管外流路及び管腔内流路を有する中空繊維生物反応器を用いる生物人工肝臓 への使用のための使い捨て培養製品（すなわち、生物反応器支持モジュール及び 管セット）アセンブリーを提供し、ここで前記アセンブリーは、 ａ）生物反応器の細管外流路に培地を供給するための培養回路； ｂ）生物反応器の細管外流路に血液を供給するための血液灌流回路； ｃ）細管外流路への培地及び血液の供給間を調節するために培養回路及び血液 灌流回路の両者に操作可能的に連結されるスイッチ手段； ｄ）生物反応器への供給の前、培地及び血液に調節可能的にガス供給するため に培養回路及び血液灌流回路の両者に操作可能的に連結されるガス交換カートリ ッジ； ｅ）生物反応器の管腔流路に流体を供給するための管腔回路；及び ｆ）培養、血液灌流及び管腔回路に生物反応器の細管外及び管腔流路を操作可 能的に連結するための生物反応器支持及び結合手段を含んで成る。 好ましい態様においては、肝細胞又は他の適切な細胞は、細管外空間とは対照 的に、生物反応器中空繊維の管腔内で増殖され、そして維持される。操作の培養 相においては、コラーゲン／細胞組合せがゲル様マトリックス内に細胞を取り込 むために収縮することができ、それにより、管腔内に培地の流路を開放する。培 養回路及び血液灌流回路の両者においては、酸素添加された培地又は血液がそれ ぞれ、中空繊維を形成する半透膜を通して細胞／コラーゲンマトリックスに供給 される。 もう１つの観点においては、本発明は、本明細書に記載されるような培養製品 アセンブリーに操作可能的に連結される中空繊維生物反応器を提供する。本発明 の培養製品は、細胞維持のために必要とされる基本的な哺乳類細胞機能を提供す る細胞培養システム内に１又は複数の操作のための生物反応器を維持するために 使用される。そのような装置は典型的には、37℃の温度環境を確保するためのイ ンキュベーター、及び栄養物及び酸素を細胞に供給するための循環システム（た とえばポンプ、チューブ押出、操作、等）を供給する。その不可欠なガス供給は 、必須栄養物としての酸素、及びpH調節のための二酸化炭素を供給する。前記シ ステムは、ポンプ操作、及びセンサー及び警報器設定の入力のためのプロセッサ ーへのユーザーインターフェースのための調節パネルを有する。受注製産された ソフトウェアプログラムは、種々の患者の必要条件を適応せしめるためのパラメ ーターを設定する種々の装置を可能にする。 さらにもう１つの観点においては、本発明は、生物反応器、ポンプ、電力供給 、及び血液灌流におけるその操作のための他の成分と共に、本発明の培養製品ア センブリーを含んで成る完全なシステムを提供する。 培養製品は特に、培地及び血液回路の両者内への単一のガス交換カートリッジ のその使用の観点においてユニークである。単一のカートリッジを使用する能力 は、工学及び実施機能の両者の関係から驚くべきことであり、そして生産費用、 操作及び同様のものに関して、有意な利益及び選択を提供する。 詳細な記載 本発明の培養製品は図面を参照してさらに説明されるであろう。 図１及び２は、生物反応器支持モジュール11及び管セット12の両 者を包含する使い捨て培養製品アセンブリー10の好ましい態様を用いる二者択一 の流れ図を提供する。図１及び２の両者において、アセンブリー10は、生物反応 器の細管外流路を操作するために有用な２つの流体回路；培養回路14及び血液灌 流回路16を包含する。培養及び血液灌流回路14及び16は、スイッチ弁18にそれぞ れ操作可能的に連結される。そのスイッチ弁は、操作に使用される培養又は血液 灌流回路のいずれかを選択するために調節され得る。アセンブリー10はまた、生 物反応器の管腔流路を操作するための管腔回路を提供する。 図３は、本発明のアセンブリー内に使用するための好ましいスイッチ弁の透視 図を提供する。手動操作のために適切な機械弁が図３に示される。当業者は、た とえば計器パネル上に位置する制御手段により操作される自動弁手段が同様に提 供される態様を理解するであろう。 図３に示される弁は、除去できるカバー部分76を支持し、そして両端78及び80 を形成する壁72及び74を有する硬質のボックス様容器70を供給する。カバー部分 76は、容器の内部への接触を提供する。壁72及び74は、適合する入口82及び出口 84を提供し、それらの壁を通して対の管86及び88が容器に入り、そして出ること を可能にする。それらの対の管は、細管外回路を操作するそれぞれの培地及び血 液ラインの一部である。 シャフト90は、容器内で及び実質的に、容器を通して回転可能的に保持され、 そして前記シャフトは個々の対の管を同時に開放し、そして閉鎖するよう形状化 された多くの円周方向溝92及び94を有する。前記溝は、図３Ｂに見られるように 、シャフトの軸にそってカムのような外観をそれぞれ有するくぼみ領域の形で提 供されている。それらの領域はわずかにくぼみがあり（すなわち、カム部分が長 い方の軸を有する）、狭くされた（すなわち、閉鎖された）形状での管の保持を 可能にする。それらの領域はシャフトの反対側上で深いくぼみがあり、その元の 寸法への管の戻りを可能にする。より深いこの領域においては、溝の壁はまた、 好ましくは、わずかに内部の方に（すなわち、お互いの方に）テーパー形にされ ている。これは、それらが狭くされ、閉鎖された軸に対して平行な軸にそっと管 を少々、狭くすることによって、管の再開放への溝の壁の関与を可能にする。 次に、シャフトは容器内に縦方向に配置されており、その結果、閉鎖されたカ バーにより適切な外径の管が高められたカム部分と内部表面との間で狭くされ得 る。回路を操作する一対の管が、高められたカム部分がカバー又はベースに対し て閉鎖された管を狭くするような態様でシャフトを回転することによって同時に 閉鎖され得る。同時に、シャフトの反対側上では、くぼみのカム溝が前もって狭 くされた管の再開放を可能にし、そして助ける。くぼみの溝のレベル端は、管を 軽く再開放し、そしてそれらを元の形状及び寸法に再形成するよう働く。 シャフトは、容器の端において開口部98及び100を通して回転できるように配 置される。そのシャフト一端を越えて延長し、ここでそれは使用者によりつかま れ得、そして前もって開放された回路を閉鎖し、そして前もって閉鎖された回路 を開放するために、たとえば180度回転され得るハンドル102に、容器の外部上で 結合され得る。 “培養”及び“血液灌流”流体路は、中空繊維生物反応器のシェル（すなわち 細管外）側に流体を循環するためにスイッチ弁の使用により選択的に操作され得 る。これは、肝細胞を含む管腔側に半透膜を通してガス、栄養物及び不純物の多 量移行を可能にする。 両細管外相が同じアセンブリー内で実施される本発明のシステムは、臨床試験 の段階に進行した。未来のシステムは、培養回路及び血液灌流回路の両者の使用 を必要としないことが予測される。代わりに、予備条件づけされた生物反応器が 別々に又は遠隔場所で調製され、そして使用の場所に輸送され得る。次に、患者 の処理は、たぶん、ある初期開始相を伴って、血液灌流回路のみの使用を必要と する。両回路を有するシステムは明白に操作的であり、そして初期予備−血液灌 流段階及び回路が所望される情況のために現在、好ましいものである。 回路の完結は、ガス交換カートリッジ（GEX）20、及びpHプローブ22の形での 血液ガスモニター手段である。それらの図のためには、それぞれ２つの中空繊維 生物反応器装置をそれらの操作可能な位置に有する培養製品が示されている。 本発明のアセンブリーへの使用のために適切なガス交換カートリッジは、多く の源から入手できる。適切なカートリッジの例は、Terumo Corporation(Japan) から入手できる“CapioxII”商標の中空繊維酸素添加器、Polystan A/S(Denmark )からの“Safe−１”商標の中空繊維酸素添加器、Medtronic Cardiopalmonary（ Anaheim，CA）から入手できる“Maxima Plus”商標の酸素添加器、及びAvecor C ardiorascular(Rlymouth，MN)から入手できる、“Affinity”商標の中空繊維酸 素添加器及びECMO商標の膜酸素添加器を包含する。 当業者は、適切なスタイルでの酸素添加器を選択し、そして使用することがで き、そして膜材料、膜孔サイズ及び表面積、繊維の内径及び壁厚、細管の管腔体 積及び細管外体積、口の配置及び寸法、推薦される最大の培地又は血液流速の選 択としてそのような特定の最適な組合せを提供する。 使用する場合、当業者は本発明のアセンブリーにおける培地及び 血液の両者の酸素添加のための最適な操作条件を同様にして決定することができ るであろう。典型的には、中空繊維酸素添加器を用いてのガス交換が、ガス組成 及び流速、及び液体（培地又は血液）圧力及び流速のような要因を調節すること によって達成され、そして調節されるであろう。培地又は血液は、ガスが管腔（ 細管外空間）の外部を通して流れるにつれて、中空繊維の管腔を通して流れるこ とができる。 酸素添加器の他に、本発明の好ましいシステムは、血液灌流の間、細管外回路 における血液ガス値をモニターするための手段を包含する。pO2，pCO2及びpHレ ベルの変動は、血液灌流の間、血液ガス値を決定することにおいてそれぞれ有用 である。それらのパラメーターの変動は、患者の状態、調節設定及び装置の性能 により生じ得る。変動は、酸素添加器機能（たとえばガス組成、流速）及び他の パラメーターの適切な制御により調節され得る。断続的サンプル技法は、使用さ れ得るが、しかし劇的な変動に達し、又はそれを隠す。結果として、連続モニタ ーの形での血液灌流管理の即時状態が好ましい。 pHプローブは、たとえば培地又は血液と直接的に接触し、そして単に間接的に 接触するいずれかの適切な形を取ることができる。適切なpHプローブの例は、In goldから入手できるpH電極の“TH”系、Analytical Sensors，Inc．(Houston，T X)から入手できる“ASI”系、及びpH oenix Electrode Company(Houston，TX)か ら入手できる電極の“GX”系を包含する。好ましい電極は、正確性、安全性、貯 蔵／再生性質、温度補正及び使用の温度、流れ及び他の条件内での患者の血液と の適合性のような性質の最適な組合せを提供する。 適切な電極の選択の態様は、本発明の記載により当業者に明らかになるであろ う。たとえば、“pH Measurement：The State of the Art”，G．K．McMillan，Intech pp 35−39(1993)（この開示は引用により本明 細書に組込まれる）を参照のこと。電極は、多くのサイズ（たとえば３mm〜20mm ）、センサータイプ（たとえば金、アンチモン、白金、銀）、コネクタータイプ （E．G．U．S．Standard，BNC,ピンタイプ、プラグタイプ）、電極タイプ（たと えば金属性、参照、伝導性）、及び電極本体の構成（たとえばPVC、テフロン、 ガラス、エポキシ／ポリマー）、及び形状（平らな表面、ドーム形状、半球体、 球状）で入手できる。 pHモニターの使用の他のものとして又はその他に、本発明のシステムは、操作 の間、血液ガス組成（及びpH）をモニターし、そして／又は変更するために他の 適切な手段を用いることができる。生体外血液ガスモニターシステム、たとえば Biomedical Sensors Limited(England)から入手できる“Cardiomet 4000”シス テム、及び3M Health Care（Valencia，CA）から入手できる“CDI System 400” システムが、そのようなシステムの例である。 図４Ａ及び４Ｂに関しては、本発明のアセンブリー、及び第１及び第２生物反 応器（計器キャビネット52内にすべて収容される）を包含する完全な血液灌流シ ステム50を形成するために培養製品が使用され得ることが見出される。血液モニ ターパネル54、ユニバーサル電力供給56、IVポール58、圧力ゲージ60、培地バッ グハンガー62、並びに支持カード64自体がまた、そのシステム内に見出される。 図４Ｂに供給される後部観点から見出されるように、システムはまた、生物反応 器支持モジュールを制御するON／OFF スイッチ、プリンター1268、酸素タンク及 びレギュレーター70、及びCO2タンク及びレギュレーター、並びに電力コード74 を包含する。 第１及び第２生物反応器は、PCT 特許出願番号PCT/US91/07952（この開示は引 用により本明細書に組込まれる）に記載される態様に 従って、調製され、そして使用され得る。本発明のシステムへの使用のための適 切な生物反応器は、入手できる材料及び方法を用いて構成され得る。 適切なガスブレンドシステムは、ガス交換カートリッジ20に操作可能的に結合 することができ、そして好ましくは、医薬品種の酸素、二酸化炭素及び室内空気 ガスの供給を包含する。空気、酸素及び二酸化炭素ガスの流れは、調節され、そ してガス交換カートリッジへの酸素富化され、そして種々の二酸化炭素供給物を 付与するために混合される。酸素は、培養相の間、培地溶液に酸素添加し、そし て処理態様の間、患者の静脈血に酸素添加する手段により肝臓細胞に追加の酸素 を供給するために必要とされる。二酸化炭素ガス流は、培養相の間、培地のpHを 、及び血液灌流相の間、患者の血液を調節するために制御される。 好ましい態様においては、ガス供給システムは、適切なガスタイミング及び圧 力を確保するために多くの成分を包含する。そのような成分は、インライン圧力 開放弁、連続作用のために調節されたダイヤフラム空気ポンプ、特定の材料を除 くためのインライン凝集フィルター、及び個々のガスのために分離調節を提供す るための分離精密レギュレーター、たとえば分離精密ニードル弁を包含するが、 但し必ずしもそれらだけには限定されない。 好ましいガス供給システムはさらに、医薬品種の酸素及び二酸化炭素ガスシリ ンダー、高圧レギュレーター、及びモニター用ゲージを包含する。供給されるガ スシリンダーは、シリンダーの取り替えを伴わないで10日間、計器の気体供給シ ステムの連続した操作を提供するのに十分なサイズのものである。 また個々のシステムは、液体貯蔵のための容器、たとえば細管外培地、管腔内 培地、管腔外培地及び廃棄ボトルを貯蔵するための容 器を、適切なチューブ押出、弁、ホルダー及び同様のものを一緒に包含する。 システムはまた、そのシステムを通して流体を移動するためのいくつかのポン プも供給する。それらは２種のタイプのものである：蠕動ポンプ及びベローズポ ンプ。下記により詳細に記載される血液ポンプは、ヒト血液に対して作動するよ うに企画されている。システムにおける他のポンプは典型的には、種々の溶液（ すなわち培地、廃棄物、等）を供給し、又は移動するために用いられる。ベロー ズポンプは、好ましくは、生物反応器のシェル側を通して培地を推進せしめるた めに、培養相の間、使用される。蠕動ポンプは、精度を失わないで、数日間にわ たって肝細胞に培地の量を供給するよう意図されている。好ましい態様において は、そのシステムは、連続して連結される管腔外流路（及び平行して連結される それらの管腔流路）を有する２つの生物反応器を用いるので、４つの蠕動ポンプ は、対で、すなわちそれらのポンプ及びそれらの駆動モーターの製造業者により 構想される形状で“組にそろえられている”。 システムはまた、好ましくは、調節された温度で培養製品を維持するよう企画 された、強制通風対流システムの形で、インキュベーターを提供する。インキュ ベーター上のファンは、予備設定された周囲空気条件を付与するためにコイルヒ ーターからの加熱された空気を循環する。インキュベーターの内部には、典型的 には、培養製品への電気ケーブル界面及びガス供給のために使用される隔壁継手 の列が存在する。 種々の血液ポンプモジュールが、生体外血液回路を制御し、そして管理するた めに、本発明のシステムへの使用のために適切である。好ましい血液ポンプモジ ュールは、動脈及び静脈圧センサー／警報、滴下チャンバー空気検出器、一定の 警報のために血液ラインを クランプするための動脈及び静脈ソレノイドクランプ、及び任意のヘパリンポン プを包含するであろう。そのようなモジュールは、患者からの血液を管に循環し 、そして前記方法の血液灌流の間、患者にそれを戻すために使用され得る。 適切な連続した電力システム（“UPS”）が、生物反応器支持体及び血液モニ ターモジュールのための電池を裏付されたA．C．ライン電圧；２種のモジュール を条件付けするA．C．ライン電力；及び患者の漏れ電流を許容できるレベルにす るA．C．ライン分離を提供するために使用される。 計器及び消耗できる供給材料は、好ましくは、操作のために移動できる自給式 プラットフォームを供給するためにカート上に設置されている。仕分された結合 グリッド、ハンガー及びホルダーは、たとえばカート上に培地バッグ及び廃棄物 容器を吊し、そして血液ポンプ及び電力供給材料、並びに生物反応器支持モジュ ールを結合し、そして固定するために供給され得る。 当業者は、種々の成分、たとえばそれらを製造するために使用される材料が選 択され、検定され又は評価され、観察され、ラベルされ、そして意図された用途 の観点から正確な態様で許容される必要がある態様を高く評価するであろう。ア センブリー及びシステムは、典型的には、きれいな及び任意には、滅菌環境下で 使用され、そして従って、それ自体殺菌され又は清浄され、そして適切に目録に 記入され、そして使用されるべきである。 当業者はまた、適切なソフトウェアが培養製品及び生物反応器の操作を調節す るために開発され得る態様を高く評価するであろう。好ましくは、ソフトウェア は次の機能を付与する：１）キーパッド、ディスプレー、オーディオ警報及びプ リンターを通してのユーザーインターフェース、２）ポンプ制御、３）インキュ ベーター温度 の維持、４）培養相の間、Ｏ2及びCO2付与の制御及びpHの維持、及び５）操作の タイミング及び連続的な制御の提供。 操作においては、生存一次肝細胞がブタから回収され、そしてSielaffなどの 上記文献に記載される態様で調製され得る。この文献は、文化された表現型及び 生物形質転換機能を示す実質的な生存肝細胞塊状物を供給するために肝臓支持装 置のための必要性を記載し続けている。その文献は、Scholz及びHuの細胞−取り 込み中空繊維生物反応器に基づく生物人工肝臓の使用を記載する。たとえば、Pa tent Cooperation Treaty Application No．PCT/US91/07952（この開示は引用に より本明細書に組込まれる）を参照のこと。 適切な培地、たとえば培養培地、管腔培地、シェル培地、及び細胞灌流培地は 、既知の技法を用いて調製され、そして殺菌され得る。前で記載されたように、 回収された細胞は、緩衝液においてタイプＩコラーゲンと共に組合され、そして その得られる溶液は、１又は複数の生物反応器を充填する（すなわち負荷する） ために使用される。 培養回路14は、患者の血液が生物反応器を通して循環される場合、血液灌流工 程の前、生物反応器における細胞を条件付けするために培地循環の間、操作され る。培養モードに配置されるスイッチ弁により、ベロウスポンプ28は、溜め30か ら培地を引きよせ、そして留めに戻る前、それをスイッチ弁、GEX，pHプローブ 、第１及び第２生物反応器及びPO2プローブ32を通して循環せしめる。この相の 間、シェル培地は、たとえば約500ml／分の流速で、約20〜約24時間、生物反応 器を通して循環される。この時間で、細胞は収縮し、そしてコラーゲンゲルが形 成し、そして収縮し、それにより、中空繊維の管腔を開放する。この条件付け期 間の完結の後、管腔培地の流れが確立され、そしてそのシステムが血液灌流のた めに使用され る。 別の管腔内／管腔外流体路40は、個々の生物反応器管腔内流体のための流体ポ ンプ42及び個々の生物反応器管腔外流体のための流体ポンプ44を提供する。これ は、膜を通して少々の流体の減少又は増加を伴って生物反応器中に及びそれから ポンプで送られる等しい流体体積を確かにする。この配置の効果は、限外浄過装 置として作用することから半透膜を防ぎ、そして結果的に、溶質の拡散制御され た工程への膜輸送を制限することである。 血液灌流回路16は、培地の流れを停止し、そして回路を通して血液の流れを開 始せしめるために、スイッチ弁を適切な“患者”又は“血液灌流モードに配置す ることによって操作される。血液灌流モードの開始の前、その流れ回路は任意で あり、そして好ましくは、真空により及び／又は患者の血液又は他の適切な材料 にフラッシュすることによりプライムされ、又は清浄される。そのモードにおい て、血液ポンプ（示されていない）は、スイッチ弁、GEX、pHプローブ、第１及 び第２生物反応器を通して標準の透析血液ライン36を用いて患者の血液を循環し 、そして最終的に、標準の透析静脈血液ライン38を通して患者に戻すために使用 される。 血液は、肝細胞から血液を分離するよう作用する半透性中空繊維により、管腔 外シェル空間を通しての流れを可能にされる。培地の管腔内流れは、細胞増殖を 支持するために必要な増殖因子及び栄養物を運び、そして毒素又は代謝生成物の 除去を付与するために中空繊維を通しての流れを可能にされる。選択的透過性中 空繊維は、血液から管腔内バイオマトリックスへの毒性廃棄生成物、たとえばア ンモニア及びビリルビンの拡散を可能にする。pH及び／又は血液ガスレベルを包 含する血液組成は、それらが適切な限界内に存在することを確保するために連続 してモニターされ得る。それらのパラメ ーターの変動は、酸素添加器におけるガス組成及び／又は流速の適切な制御によ り達成され得る。 Sielaffなどにより記載されるように、そのようなアプローチを用いる場合、 三次元細胞外マトリックスは、高密度の細胞接種を可能にし、そして文化された 代謝機能及び生存性を促進せしめる。さらに、100KDAの中空繊維膜分子量カット オフは、全血液の灌流の間、装置担持の異種肝細胞のための免疫保護を付与する 。そのようなシステムを用いての生物人工肝臓血液灌流は、文化された肝機能源 を提供し、昏睡の開始を防ぎ、そして生存率を改長するように思える。 本発明は一定の好ましい態様に関して記載されて来た。それらの態様は、例示 目的のために与えられており、本発明の装置及びシステムを限定するものではな い。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Culture products for bioartificial liver Technical field   The present invention relates to a method and system for a bioartificial liver support. Another one In one embodiment, the present invention is useful for supporting the function of a hollow fiber bioreactor. Culture products. In yet another aspect, the invention relates to a dialysis system. System and patient support system, and especially gas exchange in blood or other fluids To a system using the means for: Background art   Many alternative approaches to provide in vitro liver support to patients with acute liver failure Have been proposed. Such an approach can be used to regenerate the patient's own organs. Maintain liver function for a short, dangerous period of inadequate liver failure to allow initiation Is intended to be carried.   Recently, N. Sussman and J.W. Kelly uses hepatocytes cloned into hollow fibers Describes the progress made in the development of artificial livers (see “The Artificial Liver ”,Scientific American, May / June 1995). In particular, their authors An approach is described that involves the use of a loaned hepatocyte cell line (C3A). Those Cells grow in their hollow fiber production as the medium is pumped through the fiber itself. It is grown in the ex vivo space of the reactor.   During cell growth, cells are also reduced by the use of in-line oxygenators and fast flow rates. Supplied with dissolved oxygen. During the actual processing, the authors stated, Recognize the issue of cellular oxygenation However, it envisions the use of cartridges with continuous functionality.   A related approach has been developed by Scholz and Hu, and Patent Cooperation Treaty Application No. listed in pct / US91 / 07952 . In this approach, hepatocytes are suspended in a collagen solution and Inoculated into the lumen of the fiber assembly. Next, the cell / collagen solution Incubate with medium for approximately 20 hours under conditions that promote collagen gel shrinkage. It is. This includes collagen and cells, along with the formation of open lumen spaces within the fibers. Resulting in the formation of a biomatrix.   Once the biomatrix is formed, blood flows through the extraluminal shell space, And semipermeable hollow fibers enable the separation of blood from the hepatocyte-containing matrix You. The luminal flow of the medium provides the necessary growth factors and nutrients to support cell growth. Allows flow through the newly created lumen space to carry. Intraluminal flow It can also be used to remove toxins and metabolites.   Sielaff et al., In the literature "Gel-Entrapment Bioartificial Liver Therapy in Gal actosamine Hepatitis ”,J.Surg . Res.59179-184 (1995) Recent advances made by the use of such bioreactors are described.   In FIG. 2, the literature of Sielaff et al. Describes both the pre-perfusion and hemoperfusion phases. Cell culture hardware and software used to control the pH, oxygen and shell flow of cells Provides a functional diagram of the ware. The figure shows air and COTwoProvide a blend of To demonstrate the use of gas exchangers ("GEX").   Gas exchangers are used in open heart surgery where the patient's own heart and lungs are stopped during surgery. Developed for use for such purposes, and Continued to use. The function of such organs is very complex and It is mainly mechanical as compared to liver functions that are metabolic.   However, gas exchangers typically use bioreactors or more specifically. Sometimes not proposed during blood perfusion with hollow fiber bioartificial liver or Not used. In contrast, Sussman et al. Cited above (page 73, no. In column 1), the authors simply consider two alternative and significantly different approaches. Ie, "perfusion with oxygenated plasma or perfusion with whole blood" Providing a reference to address the "problem of cell oxygenation during processing" I am.   Accordingly, applicant has determined that the two phase extraluminal channels of the two circuits (where a single gas exchange Replacement cartridge is provided for operating both circuits) None of the prior art suggests and teaches the use of a product reactor. BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES   FIG. 1 shows the use of the present invention in combination with two bioreactors in the operation of a culture circuit. Showing the discarded culture product assembly;   FIG. 2 shows the assembly and bioreactor of FIG. 1 in operation of the blood perfusion circuit. And;   Figure 3 shows a perspective view of a preferred switch valve for use in the device of the present invention;   4A and 4B show the assembly and bioreactor of FIGS. 1 and 2, respectively. 1 shows front and rear perspective views of an implantable blood perfusion system. Summary of the Invention   Bioartificial liver using hollow fiber bioreactor with extratubular and intraluminal channels Disposable culture products (ie, bioreactor support modules and Tube set) assembly, wherein said assembly comprises:   a) a culture circuit for supplying a culture medium to the extratubular flow path of the bioreactor;   b) a blood perfusion circuit for supplying blood to the extratubular flow path of the bioreactor;   c) a culture circuit and blood for adjusting the supply of medium and blood to the extratubular flow path; Switch means operably connected to both of the perfusion circuits;   d) to controllably gas the medium and blood prior to feeding the bioreactor Gas exchange cartridge operably connected to both the culture circuit and the blood perfusion circuit Judge;   e) a lumen circuit for supplying fluid to the lumen flow path of the bioreactor; and   f) Capable of manipulating extratubular and luminal channels of bioreactors for culture, blood perfusion and luminal circuits Comprising a bioreactor support and coupling means for operatively coupling.   In a preferred embodiment, the hepatocytes or other suitable cells are in contrast to the extratubular space. Specifically, it is grown and maintained within the lumen of the bioreactor hollow fiber. Operation culture In the phase, the collagen / cell combination takes up cells in a gel-like matrix To open the flow path of the culture medium in the lumen. Culture In both feeding and blood perfusion circuits, oxygenated media or blood Each supply to cell / collagen matrix through semi-permeable membrane forming hollow fiber Is done.   In another aspect, the invention relates to a culture product as described herein. A hollow fiber bioreactor is operably connected to the assembly. The present invention Culture products provide the basic mammalian cell functions required for cell maintenance To maintain a bioreactor for one or more operations in a cell culture system used. Such devices typically have a 37 ° C temperature environment. Incubator and circulatory system for supplying nutrients and oxygen to cells For example, pump, tube extrusion, operation, etc.). The essential gas supply is Supplies oxygen as essential nutrients and carbon dioxide for pH adjustment. The above Stem is a processor for pump operation and input of sensor and alarm settings It has an adjustment panel for the user interface to the user. Made to order Software programs provide parameters for adapting to different patient requirements. Enable various devices to set the data.   In yet another aspect, the present invention provides a bioreactor, pump, power supply Together with other components for its operation in blood perfusion. Provide a complete system comprising the assembly.   The culture product is especially a single gas exchange cartridge into both the medium and the blood circuit Is unique in terms of its use. Ability to use a single cartridge Is surprising from the relationship between both engineering and implementation functions, and production costs, It offers significant benefits and choices in terms of operations and the like. Detailed description   The culture product of the present invention will be further described with reference to the drawings.   FIGS. 1 and 2 show both a bioreactor support module 11 and a tube set 12. Using preferred embodiments of the disposable culture product assembly 10 that includes A flow chart is provided. In both FIGS. 1 and 2, assembly 10 is a biological reaction. Two fluid circuits useful for manipulating the extracapillary flow path of the vessel; A flow circuit 16 is included. The culture and blood perfusion circuits 14 and 16 are each connected to a switch valve 18. And are operably linked. The switch valve controls the culture or blood used for operation. It can be adjusted to select any of the perfusion circuits. Assembly 10 is also raw A lumen circuit for manipulating a lumen flow path of a product reactor is provided.   FIG. 3 is a perspective view of a preferred switch valve for use in the assembly of the present invention. Provide a diagram. A mechanical valve suitable for manual operation is shown in FIG. Those skilled in the art For example, automatic valve means operated by control means located on the instrument panel may also be provided. The embodiments provided will be understood.   The valve shown in FIG. 3 supports a removable cover portion 76 and both ends 78 and 80. A rigid box-like container 70 having walls 72 and 74 forming Cover part 76 provides access to the interior of the container. Walls 72 and 74 have matching inlets 82 and outlets Provide 84 and twin tubes 86 and 88 enter and exit the container through their walls Enable. These pairs of tubes contain the respective media and blood that operate the extratubular circuit. Part of the liquid line.   The shaft 90 is rotatably held within and substantially through the container, And the shaft is shaped to open and close each pair of tubes simultaneously It has a number of circumferential grooves 92 and 94 defined. The groove is, as seen in FIG. In the form of recessed areas each having a cam-like appearance along the axis of the shaft. Has been provided. These areas are slightly recessed (i.e. Holding the tube in a narrowed (ie, closed) configuration to enable. Those areas have deep depressions on the other side of the shaft and their original Allows return of the tube to dimensions. In this region deeper, the groove walls also Preferably, it is tapered slightly toward the interior (ie towards each other) ing. This is because they are narrowed and gently piped to an axis parallel to the closed axis. A little narrower allows the groove wall to participate in the reopening of the tube.   Next, the shaft is positioned longitudinally within the container, resulting in a closed casing. The bar allows the appropriate outer diameter tube to be narrowed between the raised cam section and the inner surface You. A pair of pipes that operate the circuit, the raised cam portion against the cover or base Simultaneously by rotating the shaft in such a way as to narrow the closed tube Can be closed. At the same time, on the other side of the shaft, the cam groove Enables and assists in reopening broken tubes. The level end of the recessed groove Lightly reopen and serve to reshape them to their original shape and dimensions.   The shaft is rotatably arranged at the end of the container through openings 98 and 100. Is placed. Extends beyond its shaft end, where it is grasped by the user Can close and close previously opened circuits, and previously closed circuits To open the handle on the outside of the container, for example to a handle 102 that can be rotated 180 degrees. Can be combined.   The “culture” and “hemoperfusion” fluid channels are provided by the hollow fiber bioreactor shell (ie, Can be selectively operated by the use of a switch valve to circulate fluid to the (outer capillary) side You. This is accomplished by passing gas, nutrients and impurities through a semi-permeable membrane on the luminal side containing hepatocytes. Enables volume transfer.   The system of the present invention, in which both capillary external phases are performed in the same assembly, Progressed to the stage. Future systems will use both culture and blood perfusion circuits Is not required. Instead, a preconditioned bioreactor It can be prepared separately or at a remote location and shipped to the point of use. Next, the patient Treatment requires the use of only a blood perfusion circuit, perhaps with some initial initiation phase I do. The system with both circuits is clearly operational and the initial pre-hemoperfusion Flow stages and circuits are presently preferred for the desired situation.   The circuit is completed in the form of a gas exchange cartridge (GEX) 20 and a pH probe 22. It is a blood gas monitoring means. For those figures, two hollow fibers each A culture product having bioreactor devices in their operable positions is shown.   Gas exchange cartridges suitable for use in the assembly of the present invention are many Available from sources. An example of a suitable cartridge is Terumo Corporation (Japan) "CapioxII" brand hollow fiber oxygenator available from Polystan A / S (Denmark ), A "Safe-1" brand hollow fiber oxygenator, Medtronic Cardiopalmonary ( "Maxima Plus" brand oxygenator available from Anaheim, CA) and Avecor C "Affinity" brand hollow fiber acid available from ardiorascular (Rlymouth, MN) Includes oxygenators and ECMO brand membrane oxygenators.   One skilled in the art can select and use an oxygenator in the appropriate style. And membrane material, membrane pore size and surface area, fiber inner diameter and wall thickness, tubule lumen Selection of volume and extratubular volume, port placement and dimensions, recommended maximum media or blood flow rate As an alternative, such a particular optimal combination is provided.   If used, those skilled in the art will appreciate the media and Optimal operating conditions for oxygenation of both blood can be determined in a similar manner. Will be. Typically, gas exchange using a hollow fiber oxygenator is performed by gas composition. And adjusting factors such as flow rate and liquid (medium or blood) pressure and flow rate Will be achieved and adjusted by The gas in the medium or blood Flow through the hollow fiber lumen as it flows through the exterior of the Can be.   In addition to the oxygenator, the preferred system of the present invention provides an extratubular circuit during blood perfusion. Means for monitoring blood gas levels at pOTwo, PCOTwoAnd pH level Bell fluctuations are each useful in determining blood gas levels during blood perfusion It is. Variations in those parameters can affect patient status, adjustment settings and device performance. Can occur. Fluctuations depend on the oxygenator function (eg, gas composition, flow rate) and other factors. It can be adjusted by appropriate control of the parameters. Intermittent sample techniques are used But can reach or hide dramatic fluctuations. As a result, continuous monitoring An immediate state of the blood perfusion management in the form of a blood is preferred.   pH probes are in direct contact, for example, with the medium or blood, and simply indirectly. The contact can take any suitable form. An example of a suitable pH probe is In "TH" series of pH electrodes available from gold, Analytical Sensors, Inc. (Houston, T “ASI” system available from X) and pH oenix Electrode Company (Houston, TX) Includes the “GX” system of electrodes available. Preferred electrodes are accurate, secure, storage Storage / regeneration properties, temperature compensation and use of the patient's blood within the temperature, flow and other conditions of use. To provide an optimal combination of properties such as compatibility.   Embodiments of the selection of an appropriate electrode will become apparent to those skilled in the art from the description of the present invention. U. For example, “pH Measurement: The State of the Art ", GK McMillan, Intech pp 35-39 (1993) (the disclosure of which is hereby incorporated by reference. (Incorporated in the handbook). Electrodes are available in many sizes (eg 3mm to 20mm) ), Sensor type (eg gold, antimony, platinum, silver), connector type (EGUS Standard, BNC, pin type, plug type), electrode type ( For example, metallic, reference, conductive), and the configuration of the electrode body (eg, PVC, Teflon, Glass, epoxy / polymer) and shapes (flat surface, dome shape, hemisphere, (Spherical).   As another use of the pH monitor or otherwise, the system of the present invention Monitor and / or monitor blood gas composition (and pH) during Appropriate means can be used. In vitro blood gas monitoring system, for example “Cardiomet 4000” system available from Biomedical Sensors Limited (England) System and “CDI System 400” available from 3M Health Care (Valencia, CA) The system is an example of such a system.   4A and 4B, the assembly of the present invention and the first and second bioreactors. Complete blood perfusion system, including the blood conditioner (all housed in the instrument cabinet 52) It is found that a culture product can be used to form stem 50. Blood moni Panel 54, universal power supply 56, IV pole 58, pressure gauge 60, medium The ghangers 62, as well as the support cards 64 themselves, are also found in the system. As can be seen from the posterior perspective provided in FIG. ON / OFF switch to control the vessel support module, printer 1268, oxygen tank and And regulator 70 and COTwoTank and regulator, and power cord 74 Is included.   The first and second bioreactors are described in PCT Patent Application No. PCT / US91 / 07952 (the disclosure of which is incorporated by reference). As incorporated herein by reference). Thus, it can be prepared and used. Suitable for use in the system of the present invention. A smart bioreactor can be constructed using available materials and methods.   A suitable gas blending system is operably coupled to the gas exchange cartridge 20 And preferably the pharmaceutical species oxygen, carbon dioxide and room air Includes gas supply. Air, oxygen and carbon dioxide gas flows are regulated and Oxygen-enriched gas exchange cartridges, and Blended to apply. Oxygen is added to the medium solution during the culture phase, During the treatment mode, additional oxygen is added to the liver cells by means of oxygenating the patient's venous blood. Needed to supply. The carbon dioxide gas flow controls the pH of the medium during the culture phase. And during the blood perfusion phase are controlled to regulate the patient's blood.   In a preferred embodiment, the gas supply system has appropriate gas timing and pressure. Includes many ingredients to ensure power. Such components are subject to in-line pressure Open valves, diaphragm air pumps adjusted for continuous operation, remove certain materials In-line coalescing filter to provide separation control for individual gases Includes a separate precision regulator, such as a separate precision needle valve for However, it is not necessarily limited only to them.   Preferred gas delivery systems further include oxygen and carbon dioxide gas And high pressure regulators and gauges for monitoring. Moth supplied The cylinder is operated for 10 days without replacement of the cylinder. It is of a size sufficient to provide continuous operation of the stem.   Individual systems also include containers for liquid storage, such as extratubular medium, intraluminal Volume for storing media, extraluminal media and waste bottles The vessel together with suitable tube extrusions, valves, holders and the like.   The system also provides several pumps for moving fluid through the system. Supplies. They are of two types: peristaltic pumps and bellows pumps. Pump. The blood pump described in more detail below operates on human blood. It is being planned. The other pumps in the system typically have different solutions ( Media, waste, etc.). Bellow The pump preferably drives the medium through the shell side of the bioreactor. Used during the culture phase. Peristaltic pumps can be used for several days without losing accuracy. It is thus intended to supply hepatocytes with an amount of medium. In a preferred embodiment The system consists of a series of connected extraluminal channels (and Four peristaltic pumps, because two bioreactors with their lumen channels are used By the manufacturers of their pumps and their drive motors in pairs "It is arranged in a set" with the envisioned shape.   The system also preferably is designed to maintain the culture product at a controlled temperature. Provide an incubator in the form of a forced, forced draft convection system. Incu Fans on the beta are coiled to provide preset ambient air conditions. Circulates heated air from the heater. Typical inside the incubator Includes bulkhead joints used for electrical cable interfaces and gas supply to culture products Column exists.   Various blood pump modules control and manage the in vitro blood circuit. Therefore, it is suitable for use in the system of the present invention. Preferred blood pump moji Tools include arterial and venous pressure sensors / alarms, drip chamber air detectors, constant Blood line for alarm Arterial and venous solenoid clamps for clamping, and optional heparin pump Will be included. Such a module circulates blood from the patient into the tubing And can be used to return it to the patient during the blood perfusion of the method.   A suitable continuous power system ("UPS") is used to support the bioreactor support and blood monitor. A. Backed by a battery for the C. Line voltage; two types of modules A. C. Line power; and patient leakage current to acceptable levels A. C. Used to provide line separation.   Meters and consumable supplies are preferably self-contained which can be moved for operation Installed on cart to supply platform. Sorted join Grids, hangers and holders are for example media bags and waste on carts The container is suspended and the blood pump and power supply, and the bioreactor support module Can be provided to bind and secure the tool.   One skilled in the art will select various components, for example, the materials used to make them. Selected, tested or evaluated, observed, labeled, and intended use The aspects that need to be accepted in an accurate manner from the point of view will be appreciated. A The assemblies and systems are typically cleaned and, optionally, in a sterile environment. Used, and therefore sterilized or cleaned itself, and properly cataloged Should be filled out and used.   Those skilled in the art will also appreciate that appropriate software controls the operation of culture products and bioreactors. Will appreciate the aspects that can be developed for Preferably software Provides the following functions: 1) keypad, display, audio alarm and User interface through linter, 2) pump control, 3) incubator Beta temperature 4) O during the culture phaseTwoAnd COTwoControl of application and maintenance of pH and 5) operation Providing timing and continuous control.   In operation, viable primary hepatocytes were recovered from pigs and It can be prepared in the manner described in the above literature. This document describes the culture phenotype and Liver support to provide substantial viable hepatocyte clumps exhibiting a biotransformation function The need for replacement. The literature is based on Scholz and Hu cells The use of a bioartificial liver based on an embedded hollow fiber bioreactor is described. For example, Pa tent Cooperation Treaty Application No. PCT / US91 / 07952 (this disclosure is cited (Incorporated more herein).   Suitable media, such as culture media, lumen media, shell media, and cell perfusion media are Can be prepared and sterilized using known techniques. As noted earlier, The recovered cells are combined with type I collagen in a buffer, and The resulting solution fills (ie, loads) one or more bioreactors. Used for   The cultivation circuit 14 is used for blood perfusion when the patient's blood is Shortly before, during the medium circulation to condition the cells in the bioreactor, You. The switch valve placed in culture mode allows the bellows pump 28 to Pull the medium out and switch it off before returning to the stop, GEX, pH probe , First and second bioreactors and POTwoCirculate through probe 32. Of this phase During this time, the shell medium is subjected to a biological reaction at a flow rate of, for example, about 500 ml / min for about 20 to about 24 hours. Circulated through the vessel. At this time, the cells shrink and the collagen gel forms And shrink, thereby opening the hollow fiber lumen. This conditioning period After completion, a flow of the luminal medium was established, and the system was Used for You.   Separate intraluminal / extraluminal fluid passages 40 provide fluid ports for individual bioreactor intraluminal fluids. A fluid pump 44 is provided for the pump 42 and the individual bioreactor extraluminal fluid. this Into and out of the bioreactor with a slight decrease or increase in fluid through the membrane Ensure equal volume of fluid pumped. The effect of this arrangement is that Prevents the semi-permeable membrane from acting as a reservoir and, consequently, the diffusion control of the solute To limit membrane transport to the process.   The blood perfusion circuit 16 stops the flow of medium and opens the flow of blood through the circuit. To begin, place the switch valve in the appropriate “patient” or “hemoperfusion mode”. It is operated by Before the start of hemoperfusion mode, its flow circuit is optional Yes, and preferably by vacuum and / or patient blood or other suitable material Primed or cleaned by flashing to Smell that mode The blood pump (not shown) includes a switch valve, GEX, pH probe, Circulates the patient's blood through a standard dialysis blood line 36 through a second bioreactor. Used to return to the patient, and ultimately, through a standard dialysis venous blood line 38 Is done.   Blood is luminal by semipermeable hollow fibers that act to separate blood from hepatocytes. Allowed to flow through the outer shell space. The intraluminal flow of the medium Carry growth factors and nutrients needed to support and toxins or metabolites Flow through the hollow fibers is allowed to provide for removal. In selective permeability Empty fibers are toxic waste products from blood to the intraluminal biomatrix, such as Allows the diffusion of monnia and bilirubin. Includes pH and / or blood gas levels The blood composition containing is continuous to ensure that they are within appropriate limits And can be monitored. Those params Fluctuations in the heater can be achieved by appropriate control of the gas composition and / or flow rate in the oxygenator. Can be achieved.   When using such an approach, as described by Sielaff et al., Three-dimensional extracellular matrix allows for high-density cell seeding and is cultured Promotes metabolic function and viability. In addition, 100KDA hollow fiber membrane molecular weight cut Off confers immunoprotection for device-loaded xenogeneic hepatocytes during whole blood perfusion . Bioartificial liver blood perfusion using such a system is It seems to provide for the onset, prevent the onset of coma, and improve survival.   The invention has been described with respect to certain preferred embodiments. These aspects are illustrated They are provided for purposes and do not limit the devices and systems of the present invention. No.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １．細管外流路及び管腔内流路を有する中空繊維生物反応器を用いる生物人工 肝臓への使用のための使い捨て培養製品アセンブリーであって； ａ）生物反応器の細管外流路に培地を供給するための培養回路； ｂ）生物反応器の細管外流路に血液を供給するための血液灌流回路； ｃ）細管外流路への培地及び血液の供給間を調節するために培養回路及び血液 灌流回路の両者に操作可能的に連結されるスイッチ手段； ｄ）生物反応器への供給の前、培地及び血液に調節可能的にガス供給するため に培養回路及び血液灌流回路の両者に操作可能的に連結されるガス交換カートリ ッジ； ｅ）生物反応器の管腔流路に流体を供給するための管腔回路；及び ｆ）培養、血液灌流及び管腔回路に生物反応器の細管外及び管腔流路を操作可 能的に連結するための生物反応器支持及び結合手段を含んで成るアセンブリー。 ２．２種の生物反応器、すなわち連続して操作可能的に連結される細管外流路 をさらに含んで成る請求の範囲第１項記載の培養製品アセンブリー。 ３．請求の範囲第２項記載の培養製品アセンブリー、及び血液ポンプ、電力供 給及び血液灌流におけるその操作のための他の成分を含んで成る血液灌流装置。[Claims]   1. Bioartificial using hollow fiber bioreactor with extratubular and intraluminal channels A disposable culture product assembly for liver use;   a) a culture circuit for supplying a culture medium to the extratubular flow path of the bioreactor;   b) a blood perfusion circuit for supplying blood to the extratubular flow path of the bioreactor;   c) a culture circuit and blood for adjusting the supply of medium and blood to the extratubular flow path; Switch means operably connected to both of the perfusion circuits;   d) to controllably gas the medium and blood prior to feeding the bioreactor Gas exchange cartridge operably connected to both the culture circuit and the blood perfusion circuit Judge;   e) a lumen circuit for supplying fluid to the lumen flow path of the bioreactor; and   f) Capable of manipulating extratubular and luminal channels of bioreactors for culture, blood perfusion and luminal circuits An assembly comprising a bioreactor support and coupling means for operatively coupling.   2. Two bioreactors, ie, extra-capillary channels operably connected in series The culture product assembly of claim 1, further comprising:   3. The culture product assembly according to claim 2, a blood pump, and a power supply. A blood perfusion device comprising other components for feeding and its operation in blood perfusion.
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