[实用新型]生物人工肾小管生物反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种医疗设备，特别是一种暂时性替代人体肾脏的人工肾小管生物反应器。具体涉及一种与机械人工肾组合使用，复制出肾小管的功能，能在较长时间内替代肾功能，用于治疗急性肾衰竭并多脏器功能障碍综合征，从而提高多脏器功能障碍综合征患者的生存率和延长存活时间的生物人工肾小管生物反应器。

背景技术

无论急、慢性肾衰竭(ARF、CRF)，还是多脏器功能障碍综合征(MODS)，尽管在临床上其发病原因各不相同，但是都有急性肾小管上皮细胞坏死(ATN)，血液透析疗法，虽然可以替代肾小球的滤过功能，例如去除血液中的尿毒症毒素，纠正患者水和电解质平衡的紊乱；血液滤过疗法，通过补充置换液，仅仅是替代了肾小管的部分重吸收功能。急性肾小管上皮细胞坏死的防治，仍是目前临床治疗的难点之一。许多的临床和实验研究已经证实，ARF、CRF、MODS，它们的高病死率与急性肾小管上皮细胞坏死密切相关。因此，如何防治急性肾小管上皮细胞坏死的研究，就显得非常重要。

目前有以下几种方法：(1)药物治疗：长期的实验和临床经验已经证明，对于ARF、CRF、MODS的患者，药物治疗难以从根本上使肾脏组织恢复功能，所以不能取得满意的治疗效果。(2)非生物人工肾小管的治疗：通过血液透析/血液滤过，或采用血液灌流，或血浆置换等手段，可以部分除去血液中的毒性物质和芳香族氨基酸、酚类等化学物质，以减轻肾脏的负担，但是这些非生物型人工肾侧重于替代肾小球的滤过功能，不能完全替代肾脏的代谢，免疫和分泌等其它功能功能，尤其是对防治急性肾小管上皮细胞坏死的效果不满意。(3)生物人工肾小管的治疗：1996年Humes HD首次用犬肾近端小管细胞株(MDCK)构建生物人工肾小管辅助装置，首次发现生物人工肾小管辅助装置可以复制出肾小管的功能，10余年来，世界各地的学者进行了相关的实验和临床研究，已经初步证实了生物人工肾小管辅助装置(Bioartificial renal tubuleassist device，RAD)具备肾小管的功能，对于降低ARF、CRF、MODS的高病死率，和防治急性肾小管上皮细胞坏死有十分重要的意义。但是这一装置还有许多的缺陷，例如肾脏细胞RAD的支架是借助市售的透析器，细胞在透析器上贴壁情况不能令人满意，RAD构建的细胞的生物相容性，等等。其中最为重要的是肾脏细胞在透析器上贴壁情况不能令人满意，因此实用新型一个利于细胞贴壁生长的支架-生物反应器，就显得十分重要。

发明内容

本实用新型的目的是克服现有的生物人工肾小管辅助装置的不足，提供一种替代人体肾脏的生物人工肾小管生物反应器，由生物反应器、蠕动泵、细胞培养液恒流装置和恒温箱构成，生物反应器由塑料外壳、细胞培养液出口、细胞培养液进口、灌注液进口、灌注液出口、聚砜膜纳米材料支撑层、中空纤维管构成，中空纤维管呈同心圆排列，蠕动泵的输出端与生物反应器的灌注液进口连接，蠕动泵的输入端与生物反应器的灌注液出口连接，恒流装置的输出端与生物反应器的细胞培养液进口连接，恒流装置的输入端与生物反应器的细胞培养液出口连接，生物反应器、蠕动泵和恒流装置同置于恒温箱内。

蠕动泵以40ml/分钟的流速传动。中空纤维管设置1000根，中空纤维管的管壁作为滤过膜，其孔径同市售的F100s透析器。

本实用新型提供的生物反应装置，设有外源肾脏细胞培养液出入的进出口，设有加入新鲜培养液或新鲜的含有外源肾脏细胞培养液的出入口，用中空纤维管将灌注液和外源肾脏细胞培养液隔开，两者之间可进行中低分子的物质交换，全部中空纤维管外腔可容纳20ml细胞悬液，排列在呈同心圆状的聚砜膜纳米材料作为支撑层和中空纤维管可供肾脏细胞以5×10⁷/ml的密度黏附聚集，灌注液进口和灌注液出口，全部中空纤维管内腔可供灌注液通过，灌注液中的氧气和营养物质通过半透性的中空纤维管膜供应给肾脏细胞，同时肾脏细胞产生的代谢物质和二氧化碳也可通过该膜交换进入灌注液；蠕动泵使灌注液在上述生物反应器与灌注液循环系统之间进行循环，培养液的恒流装置，使培养液在上述生物反应器通过蠕动泵进行恒速循环。

本实用新型的生物反应器，由排列在呈同心圆状的聚砜膜纳米材料支撑层和中空纤维管都可供肾脏细胞黏附聚集。蠕动泵使灌流液在上述生物反应器之间进行循环的恒流装置，培养液的恒流装置，使培养液的在上述生物反应器进行循环的恒流等制成。

本实用新型所采用机械部件，均为市购。