充填復合材料的生物人工肝反應器的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種充填復合材料的生物人工肝反應器，包括反應器外殼及設于反應器外殼兩端的端蓋，所述反應器外殼內布置有圓柱形的復合材料卷，所述復合材料卷的兩端為開口，復合材料卷中插設有多根中空纖維，所述中空纖維的兩端僅分別與兩端蓋上的血液入口和血液出口相連通，所述復合材料卷與反應器外殼軸向相同布置且復合材料卷的外徑和反應器外殼的內徑相配合，所述復合材料卷為單層的復合材料螺旋盤卷得到，所述復合材料由一層無紡布及其上覆蓋的細菌纖維素薄膜構成。本實用新型將螺旋形盤卷有中空纖維的復合材料卷置入生物人工肝反應器中，使得細胞附著在復合材料上，促進肝細胞的3-D培養(yǎng)，細胞形態(tài)更完整，培養(yǎng)效果更佳。
【專利說明】充填復合材料的生物人工肝反應器

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及生物人工肝【技術領域】，具體地指一種充填復合材料的生物人工肝反應器。

【背景技術】
[0002]我國是世界上肝病最嚴重的國家，每年肝衰竭新發(fā)病人數(shù)超過100萬，每年約50萬肝功衰竭患者因得不到有效治療而死亡。治愈機會只有一種，即肝移植，但由于肝臟來源困難，等待時間長，或根本沒有機會得到供肝，因此絕大多數(shù)病人根本沒有生存機會。因此，急需人工肝系統(tǒng)維持病人生命，等待肝移植機會，或病人自身肝恢復的機會。
[0003]但由于傳統(tǒng)的人工肝(即物理人工肝)成本極高，大多數(shù)病人都無法承擔，療效非常有限，不能明顯減少肝功能衰竭的死亡率，故臨床應用受到限制。近年來，將活性肝細胞或類肝細胞加入到人工肝系統(tǒng)內以改進療效，已成為世界研發(fā)熱點，這種以肝細胞充填反應器為基礎的人工肝稱為生物人工肝(b1-artificial liver, BAL)，大量研究證明其療效明顯優(yōu)于物理人工肝，能明顯減少肝功能衰竭病死率，明顯延長生存期，為急性肝功能衰竭病患的自身肝臟恢復和慢性肝功能衰竭病患等待肝移植創(chuàng)造了條件。
[0004]現(xiàn)有生物人工肝反應器一般結構由圓柱形反應器外殼和填充殼體內的中空纖維構成。由于中空纖維在外殼成束排列，肝細胞貼壁在中空纖維的外膜上，影響細胞生長和物質交換效率，是一種2-D培養(yǎng)，并且細胞生長時易堵塞纖維膜孔，進一步影響膜的物質交換，很多肝細胞不能得到有效供養(yǎng)，培養(yǎng)效果不理想。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有生物人工肝反應器結構不合理，導致肝細胞培養(yǎng)效果不理想的缺陷，提供一種充填復合材料的生物人工肝反應器，特別適合L-02細胞培養(yǎng)。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型所設計的充填復合材料的生物人工肝反應器，包括反應器外殼及設于反應器外殼兩端的端蓋，一端蓋上設有血液入口，另一端蓋上設有血液出口，所述反應器外殼上還設有肝細胞灌注口，所述反應器外殼內布置有圓柱形的復合材料卷，所述復合材料卷的兩端為開口，復合材料卷中插設有多根中空纖維，所述中空纖維的兩端僅分別與兩端蓋上的血液入口和血液出口相連通，所述復合材料卷與反應器外殼軸向相同布置且復合材料卷的外徑和反應器外殼的內徑相配合，所述復合材料卷為單層的復合材料螺旋盤卷得到，所述復合材料由一層無紡布及其上覆蓋的細菌纖維素薄膜構成。
[0007]優(yōu)選地，所述復合材料卷中復合材料之間的層間距與中空纖維的直徑間隙配合。
[0008]優(yōu)選地，所述中空纖維與相鄰的中空纖維之間的距離大于200微米。實驗證明，中空纖維的間距該距離以上時，肝細胞生長更好。
[0009]優(yōu)選地，所述復合材料的厚度為0.3?1.2毫米。
[0010]細菌纖維素(Bacterial cellulose)是由葡糖醋桿菌等產生的多葡糖纖維素。由細菌合成纖維素是一個低能耗的綠色過程，其以無毒的水溶性D葡萄糖為碳源，通過靜態(tài)培養(yǎng)在培養(yǎng)基液體與空氣界面之間由無病原的醋酸菌生產出纖維素。在纖維素的生物合成過程中，醋酸菌的運動控制了所分泌的微纖維的堆積和排列。通常醋酸菌在培養(yǎng)液中在三維方向的自由運動，形成高度發(fā)達的精細網(wǎng)絡織態(tài)結構。其特性如下:
[0011]①細菌纖維素與植物纖維素相比無木質素、果膠和半纖維素等伴生產物，具有高結晶度(可達95%，植物纖維素的為65% )和高的聚合度(DP值2000?8000)；
[0012]②超精細網(wǎng)狀結構。細菌纖維素纖維是由直徑3?4納米的微纖組合成40?60納米粗的纖維束，并相互交織形成發(fā)達的超精細網(wǎng)絡結構；
[0013]③細菌纖維素的彈性模量為一般植物纖維的數(shù)倍至十倍以上，并且抗張強度高；
[0014]④細菌纖維素有很強的持水能力(water retent1n values, WRV)。未經干燥的細菌纖維素的WRV值高達1000%以上，冷凍干燥后的持水能力仍超過600%。經100°C干燥后的細菌纖維素在水中的再溶脹能力與棉短絨相當；
[0015]⑤細菌纖維素有較高的生物相容性、適應性和良好的生物可降解性；
[0016]⑥細菌纖維素生物合成時的可調控性。
[0017]細菌纖維素具有較高的生物相容性，且它是由細菌生長構成，具有精細的網(wǎng)絡結構，通透性好，更有利于L-02細胞貼敷于其表面生長。將細菌纖維素薄膜覆蓋在無紡布之上，使其具有較好的可造型性，易彎折卷曲，單層的復合材料在盤繞時通過中空纖維間隔起來，細胞可自由穿過，實現(xiàn)真正的3-D培養(yǎng)，有利于細胞生長和提高細胞物質交換效率。
[0018]本實用新型的有益效果:通過改進現(xiàn)有生物人工肝反應器的結構，將螺旋形盤卷有中空纖維的復合材料卷置入生物人工肝反應器中，使得細胞附著在復合材料上，促進肝細胞的3-D培養(yǎng)，細胞形態(tài)更完整，培養(yǎng)效果更佳。此外，本實用新型結構簡單，易于實現(xiàn)，具有較好的實用性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型充填復合材料的生物人工肝反應器的結構示意圖。
[0020]圖2為圖1中A— A的剖視結構示意圖。

【具體實施方式】
[0021]以下結合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細描述。
[0022]如圖1、2所示，充填復合材料的生物人工肝反應器，它包括反應器外殼I及設于反應器外殼I兩端的端蓋2，一端蓋2上設有血液入口 5，另一端蓋2上設有血液出口 6，反應器外殼I上還設有肝細胞灌注口 7，反應器外殼I內布置有圓柱形的復合材料卷3，復合材料卷3的兩端為開口，復合材料卷3中插設有多根中空纖維4，中空纖維4的兩端僅分別與兩端蓋2上的血液入口 5和血液出口 6相連通，復合材料卷3與反應器外殼I軸向相同布置且復合材料卷3的外徑和反應器外殼I的內徑相配合，復合材料卷3為單層的復合材料
3.1螺旋盤卷得到，復合材料3.1由一層無紡布及其上覆蓋的細菌纖維素薄膜構成。復合材料3.1的厚度為0.5毫米。復合材料不宜過厚，要使細胞能自由穿過。
[0023]復合材料卷3中復合材料3.1之間的層間距與中空纖維4的直徑間隙配合。中空纖維4與相鄰的中空纖維4之間的距離大于200微米。
[0024]使用上述生物人工肝反應器時，可以采用規(guī)?；胀ㄅ囵B(yǎng)液法培養(yǎng)的L-02細胞，收獲活性細胞，活性率在98%以上。然后在生物柜中無菌操作，將3.0X 19至5.0X 19個細胞混合培養(yǎng)液，灌注入并保留于上述生物人工肝反應器中。之后排除空氣，封閉出入口，將上述生物人工肝反應器封存于無菌袋中，置O?4°C保存待用。
【權利要求】
1.一種充填復合材料的生物人工肝反應器，包括反應器外殼(I)及設于反應器外殼(I)兩端的端蓋(2)，一端蓋(2)上設有血液入口(5)，另一端蓋(2)上設有血液出口(6)，所述反應器外殼(I)上還設有肝細胞灌注口(7)，其特征在于:所述反應器外殼(I)內布置有圓柱形的復合材料卷(3)，所述復合材料卷(3)的兩端為開口，復合材料卷(3)中插設有多根中空纖維(4)，所述中空纖維(4)的兩端僅分別與兩端蓋(2)上的血液入口(5)和血液出口(6)相連通，所述復合材料卷(3)與反應器外殼(I)軸向相同布置且復合材料卷(3)的外徑和反應器外殼(I)的內徑相配合，所述復合材料卷(3)為單層的復合材料(3.1)螺旋盤卷得到，所述復合材料(3.1)由一層無紡布及其上覆蓋的細菌纖維素薄膜構成。
2.根據(jù)權利要求1所述充填復合材料的生物人工肝反應器，其特征在于:所述復合材料卷⑶中復合材料(3.1)之間的層間距與中空纖維⑷的直徑間隙配合。
3.根據(jù)權利要求2所述充填復合材料的生物人工肝反應器，其特征在于:所述中空纖維(4)與相鄰的中空纖維(4)之間的距離大于200微米。
4.根據(jù)權利要求3所述充填復合材料的生物人工肝反應器，其特征在于:所述復合材料(3.1)的厚度為0.3?1.2毫米。
【文檔編號】C12M3/00GK204039416SQ201420219316
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年4月27日 優(yōu)先權日:2014年4月27日
【發(fā)明者】周平, 劉路 申請人:周平, 劉路