專利名稱：生物人工肝細(xì)胞生長組件、人工肝反應(yīng)器及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種生物人工肝細(xì)胞領(lǐng)域，具體涉及生物人工肝細(xì)胞 生長組件及包含該生長組件的肝反應(yīng)器。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的生物人工肝反應(yīng)器基本都處于研究狀態(tài)，在結(jié)構(gòu)上主要也 是中空纖維型的。由于中空纖維除了兩端之外都沒有固定，肝細(xì)胞在 中空纖維周圍也沒有固定附著，而造成肝細(xì)胞分布不均勻，以及肝細(xì) 胞層與中空纖維的間距不均勻，大多數(shù)肝細(xì)胞不能得到有效供氧，無 法長時(shí)間培養(yǎng)及有效發(fā)揮作用。
目前也有開始研究使中空纖維層保持合理的層間距，以使肝細(xì)胞 可以長時(shí)間培養(yǎng)及有效發(fā)揮作用，而由于設(shè)計(jì)問題，在肝細(xì)胞往生物 反應(yīng)器中灌注時(shí)，肝細(xì)胞不能均勻分布，因而影響肝細(xì)胞的培養(yǎng)和功 能，降低了肝細(xì)胞的有效功能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種能夠使得肝細(xì)胞均勻分布的生 物人工肝細(xì)胞生長組件。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下生物人工肝細(xì)胞生 長組件，其特征在于該肝細(xì)胞生長組件包括多層無紡布，每層無紡布
均含有生物材料涂層，每層無紡布表面均設(shè)有有中空纖維層，相鄰兩 層無紡布之間的間距為10 100微米。其中中空纖維層為并排排列在 無紡布上的多束中空纖維管，該生長組件中所有中空纖維層共設(shè)有
500 10000根中空纖維管。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一個(gè)能夠容納上述生物人工肝細(xì) 胞生長組件的生物人工肝反應(yīng)器。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下 一種生物人工肝反 應(yīng)器，包括容器本體，其特征在于該容器本體一端設(shè)有血液入口，另 一端設(shè)有血液出口，在容器本體側(cè)壁設(shè)有肝細(xì)胞灌注口，該容器本體 內(nèi)設(shè)有生物人工肝細(xì)胞生長組件，該生物人工肝細(xì)胞生長組件包括多 層含有生物材料涂層的無紡布，無紡布表面均設(shè)有并排緊密排列的多 束中空纖維管，中空纖維管的一端與血液入口連接，中空纖維管的另 一端與血液出口連接，中空纖維管與無紡布之間的空間形成外腔，外腔與肝細(xì)胞灌注口連通。其中多束中空纖維管并排緊密排列在無紡布
上，該生物人工肝細(xì)胞生長組件中所有中空纖維層共設(shè)有500 10000 根中空纖維管。該容器本體為圓柱體容器，該多層無紡布為沿中空纖 維管垂直方向巻繞的無紡布巻，相鄰兩層無紡布的間距為每隔10 100微米。也可以是另外一種形狀結(jié)構(gòu)，該容器本體為平板形容器， 該多層無紡布為平鋪排列的多層無紡布，相鄰兩層無紡布的間距為每 隔10 100微米。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種制備上述生物人工肝反應(yīng)器
的方法。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下 一種生物人工肝反 應(yīng)器的制備方法，包括以下步驟A、多束中空纖維管并排緊密排列 在含有生物材料涂層的無紡布上，中空纖維管的數(shù)量為500 10000 根；B、將該無紡布沿中空纖維管垂直方向巻繞，中空纖維管集中固 定在無紡布兩端，形成生物人工肝細(xì)胞生長組件；C、將該生物人工 肝細(xì)胞生長組件放置在圓柱體容器本體中，該容器本體一端設(shè)有血液 入口，另一端設(shè)有血液出口，在容器本體側(cè)壁設(shè)有肝細(xì)胞灌注口，中 空纖維管的一端位于血液入口內(nèi)，另一端位于血液出口內(nèi)，其中中空 纖維管與無紡布之間的空間形成外腔，外腔與肝細(xì)胞灌注口連通；D、 將該容器本體的兩端封閉，使得中空纖維管的內(nèi)腔與外腔隔離；E、 將肝細(xì)胞通過離心方法灌注到外腔內(nèi)，使肝細(xì)胞緊密排列其中。
在本發(fā)明中，中空纖維管提供了血液流過的通道，含有生物材料 涂層的無紡布與中空纖維層構(gòu)成的多層空間即外腔用來容納肝細(xì)胞。 保持無紡布與中空纖維層組成的每一層的合理距離，并平鋪或巻繞成 多層，這樣可以使肝細(xì)胞均勻分布，發(fā)揮最大效果。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在 于該生物人工肝反應(yīng)器可使肝細(xì)胞均勻分布在中空纖維的周圍，合理 的層間距使肝細(xì)胞可以更長期的生長。通過離心灌注的緊密排列的肝 細(xì)胞可以在治療時(shí)更好發(fā)揮替代肝臟的解毒、轉(zhuǎn)化等功能。本發(fā)明可 用于肝細(xì)胞的培養(yǎng)生長，也可用于替代肝臟的作用，對肝衰竭患者進(jìn) 行替代治療或過渡到肝移植。


圖1為一種生物人工肝細(xì)胞生長組件的結(jié)構(gòu)示意圖
圖2為用來容納圖1中生長組件的圓柱體透明容器的結(jié)構(gòu)示意圖
圖3為另一種生物人工肝細(xì)胞生長組件的結(jié)構(gòu)示意圖
圖4為用來容納圖3中生長組件的平板形容器的結(jié)構(gòu)示意圖
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作詳細(xì)說明。 如圖1所示，生物人工肝細(xì)胞生長組件，其特征在于該肝細(xì)胞生 長組件包括多層無紡布l，每層無紡布1均含有生物材料涂層，每層無紡布1表面均設(shè)有有中空纖維層，相鄰兩層無紡布1之間的間距為
10 100微米。其中中空纖維層為并排排列在無紡布上的多束中空纖 維管2，該生長組件中所有中空纖維層共設(shè)有500 10000根中空纖 維管2。
本發(fā)明還提供一種生物人工肝反應(yīng)器，包括一個(gè)具有多個(gè)進(jìn)出口 的圓柱體透明容器3，及內(nèi)部的生物人工肝細(xì)胞生長組建。容器3的 兩個(gè)頂端分別設(shè)有血液入口 4和血液出口 5，容器的圓柱側(cè)壁的兩端 分別設(shè)有肝細(xì)胞灌注口 7。將多束中空纖維管2緊密排列分布在涂層 處理的無紡布l上，無紡布1上設(shè)有一長條形槽口6，中空纖維管2 長度方向與槽口 6長度方向垂直，沿與中空纖維管2長度方向垂直的 方向、從無槽口的一側(cè)向有槽口的一側(cè)巻繞，形成無紡布1與中空纖 維管2的包巻，保持每層的距離為10 100微米，放入上述透明容器 3中，再在該包巻及容器3的圓柱側(cè)壁的兩端封膠。這樣，所有中空 纖維管2的內(nèi)部為內(nèi)腔；中空纖維管2的外部及無紡布1之間的空間 通過槽口與容器3的圓柱體容器連通，圍成一個(gè)外腔。容器3兩個(gè)頂 端的口分別為血液入口 4和出口 5，與內(nèi)腔相連；容器3的圓柱側(cè)壁 設(shè)有肝細(xì)胞灌注口7，與外腔相連。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，選用一方形或長方形的經(jīng)生物涂層 (聚氨基酸氨基甲酸乙酯樹脂)處理的無紡布l，寬度可與中空纖維 絲長度一樣為240毫米寬、長度為500毫米。將中空纖維管2緊密排 列在該無紡布1上，無紡布1上設(shè)有一長條形槽口 6，中空纖維管2 長度方向與槽口 6長度方向垂直，沿與中空纖維管2長度方向垂直的 方向、從無槽口的一側(cè)向有槽口的一側(cè)巻繞，保持相鄰兩層無紡布l 之間的間距為10 100微米，將無紡布包巻的兩端膠封，使得中空纖 維管兩端集中固定在無紡布兩端，制成生物人工肝細(xì)胞生長組件，取 一透明或半透明的圓柱體容器，該容器3—端設(shè)有血液入口 4，另一 端設(shè)有血液出口5，在容器本體3側(cè)壁分別設(shè)有肝細(xì)胞灌注口 7，將 生物人工肝細(xì)胞生長組件放置在該容器內(nèi)，中空纖維管2兩端分別位 于血液入口 4和血液出口 5內(nèi)，然后將該容器3的血液入口 4和血液 出口5封裝起來；也可以是另外一種形狀結(jié)構(gòu)，如圖2所示，將緊密 排列有中空纖維管2的無紡布1平鋪在平板形的容器中，每間隔10 IOO微米距離鋪一層，形成多層，然后將多層無紡布兩端膠封，使得 中空纖維管兩端固定在無紡布兩端，制成生物人工肝細(xì)胞生長組件， 將該生物人工肝細(xì)胞生長組件封裝在兩邊設(shè)有血液入口 4和血液出 口5，側(cè)面設(shè)有肝細(xì)胞灌注口7的平板形容器中。這樣就制成容納肝 細(xì)胞層合理的空間結(jié)構(gòu)的生物人工肝反應(yīng)器。將培養(yǎng)液從血液入口輸 入該反應(yīng)器，將肝細(xì)胞放置在離心機(jī)內(nèi)，通過離心機(jī)的旋轉(zhuǎn)將肝細(xì)胞 通過離心灌注的方法從肝細(xì)胞灌注口灌入該反應(yīng)器，使其緊密排列其中，可以使肝細(xì)胞得到充分的養(yǎng)料生長及發(fā)揮有效的作用。其中中空
纖維管的材料為聚砜膜或聚乙烯乙烯醇膜，中空纖維管的內(nèi)徑為ioo
_400微米。
雖然本發(fā)明提供的實(shí)施例采用圓柱形容器，容器內(nèi)的多層無紡布 為沿中空纖維管垂直方向巻繞的無紡布巻，但是應(yīng)當(dāng)理解，也可以如 圖2所示，采用平板形容器，容器內(nèi)平鋪排列的多層無紡布，相鄰兩 層無紡布的間距為每隔10 100微米。
生物涂層(聚氨基酸氨基甲酸乙酯樹脂)處理的無紡布為現(xiàn)有技 術(shù)，在此不再贅述。離心灌注也屬現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。
權(quán)利要求
1、生物人工肝細(xì)胞生長組件，其特征在于該肝細(xì)胞生長組件包括多層無紡布，每層無紡布均含有生物材料涂層，每層無紡布表面均設(shè)有有中空纖維層，相鄰兩層無紡布之間的間距為10～100微米。
2、 按權(quán)利要求1所述的生物人工肝細(xì)胞生長組件，其特征在于 中空纖維層為并排排列在無紡布上的多束中空纖維管，該生長組件中 所有中空纖維層共設(shè)有500 10000根中空纖維管。
3、 按權(quán)利要求1或2所述的生物人工肝細(xì)胞生長組件，其特征 在于多層無紡布為沿中空纖維管垂直方向巻繞的無紡布巻。
4、 按權(quán)利要求1或2所述的生物人工肝細(xì)胞生長組件，其特征 在于該多層無紡布為平鋪排列的多層無紡布。
5、 一種生物人工肝反應(yīng)器，包括容器i體，其特征在于該容器 本體一端設(shè)有血液入口，另一端設(shè)有血液出口，在容器本體側(cè)壁設(shè)有 肝細(xì)胞灌注口，該容器本體內(nèi)設(shè)有生物人工肝細(xì)胞生長組件，該生物 人工肝細(xì)胞生長組件包括多層含有生物材料涂層的無紡布，無紡布表 面均設(shè)有并排緊密排列的多束中空纖維管，中空纖維管的一端與血液 入口連接，中空纖維管的另一端與血液出口連接，中空纖維管與無紡 布之間的空間形成外腔，外腔與肝細(xì)胞灌注口連通。
6、 按權(quán)利要求5所述的生物人工肝反應(yīng)器，其特征在于該容器 本體為圓柱體容器，該多層無紡布為沿中空纖維管垂直方向巻繞的無 紡布巻，相鄰兩層無紡布的間距為10 100微米。
7、 按權(quán)利要求5所述的生物人工肝反應(yīng)器，其特征在于該容器 本體為平板形容器，該多層無紡布為平鋪排列的多層無紡布，相鄰兩 層無紡布的間距為10 100微米。
8、 按權(quán)利要求5所^&.的生物人工肝反應(yīng)器，其特征在于多束中 空纖維管并排緊密排列在無紡布上，該生物人工肝細(xì)胞生長組件中所 有中空纖維層共設(shè)有500 10000根中空纖維管。
9、 一種生物人工肝反應(yīng)器的制備方法，包括以下步驟A、多束 中空纖維管并排緊密排列在含有生物材料涂層的無紡布上，中空纖維 管的數(shù)量為500 10000根；B、將該無紡布沿中空纖維管垂直方向巻 繞，中空纖維管集中固定在無紡布兩端，形成生物人工肝細(xì)胞生長組 件；C、將該生物人工肝細(xì)胞生長組件放置在圓柱體容器本體中，該 容器本體一端設(shè)有血液入口，另一端設(shè)有血液出口，在容器本體側(cè)壁設(shè)有肝細(xì)胞灌注口，中空纖維管的一端位于血液入口內(nèi)，另一端位于 血液出口內(nèi)，其中中空纖維管與無紡布之間的空間形成外腔，外腔與肝細(xì)胞灌注口連通；D、將該容器本體的兩端封閉，使得中空纖維管 的內(nèi)腔與外腔隔離；E、將肝細(xì)胞通過離心方法灌注到外腔內(nèi)，使肝 細(xì)胞緊密排列其中。
10、按權(quán)利要求9所述的生物人工肝反應(yīng)器的制備方法，其特征在于無紡布上設(shè)有一長條形槽口，中空纖維管長度方向與槽口長度方 向垂直，中空纖維管的外部及無紡布之間的空間通過槽口與容器的圓 柱體容器連通。
全文摘要
本發(fā)明涉及生物人工肝細(xì)胞生長組件，其特征在于該肝細(xì)胞生長組件包括多層無紡布，每層無紡布均含有生物材料涂層，每層無紡布表面均設(shè)有中空纖維層，相鄰兩層無紡布之間的間距為10～100微米。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于該生物人工肝反應(yīng)器可使肝細(xì)胞均勻分布在中空纖維的周圍，合理的層間距使肝細(xì)胞可以更長期的生長。通過離心灌注的緊密排列的肝細(xì)胞可以在治療時(shí)更好發(fā)揮替代肝臟的解毒、轉(zhuǎn)化等功能。本發(fā)明可用于肝細(xì)胞的培養(yǎng)生長，也可用于替代肝臟的作用，對肝衰竭患者進(jìn)行替代治療或過渡到肝移植。
文檔編號C12M3/00GK101294136SQ20071003984
公開日2008年10月29日 申請日期2007年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月24日
發(fā)明者勇 張, 一 李, 錢海江, 長谷川冰 申請人:博傲西騰醫(yī)療科技(上海)有限公司;長谷川冰