[发明专利]一种肝细胞微球循环生物人工肝支持系统

说明书

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，特别涉及一种肝细胞微球循环生物人工肝支持系统。 

背景技术

生物型人工肝是将肝细胞培养技术与血液净化技术相结合的产物，其基本原理是将体外培养增殖的肝细胞，置于特殊的生物反应器内，利用体外循环装置将肝衰竭患者血液或血浆引入生物反应器，通过反应器内的半透膜与肝细胞进行物质交换和生物作用。它利用肝细胞分泌内源性活性物质和转化外源性毒素而发挥作用，其中内源性活性物质包括各种蛋白、代谢酶和活性因子等。生物人工肝是与正常肝脏最为接近的人工肝支持系统，可以比较全面地替代肝脏解毒、生物合成和分泌代谢等功能。生物型人工肝从理论上讲，可以代偿肝脏的全部功能，可以弥补非生物型人工肝的缺陷，其依赖接种于生物反应器中的活性肝细胞。因此，构建生物人工肝已经成为人工肝研究领域的新热点。 

生物反应器是生物人工肝的核心装置，在生物人工肝中的地位就相当于人体的“心脏”，它提供外源性肝细胞生长以及与患者血浆进行物质交换的场所，其性能直接关系到人工肝支持系统的效果。 

目前广泛使用的生物型人工肝支持系统主要包括血液循环系统和血浆循环系统。血液循环系统是将人体的血液引出，经过血浆分离 器将血液分离成血浆和血细胞。血浆循环系统是使分离后的血浆进入生物反应器中，实现血浆的解毒等目的。生物反应器的外腔放置体外培养增殖的肝细胞，血浆流过生物反应器的内腔，通过反应器内的半透膜与肝细胞进行物质交换和生物作用。系统循环中的各项生理参数通过某一类传感器来监测，细胞的活性通过抽取细胞样品进行检测。该项技术理论上能实现一定的肝脏功能，但存在一些不足：1)不能实时监测人工肝支持系统的运行状态，也就不能及时发现和处理系统中的问题。此外，采用某一类传感器，造成传感器种类繁多，不仅不利于数据的处理，而且使得系统的结构复杂。2)生物反应器外腔中的肝细胞由于缺少支架细胞活性只能维持较短的时间，仅能短时间代替肝功能不全患者的肝脏功能。 

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提出一种肝细胞微球循环生物人工肝支持系统，生物人工肝支持系统中用集成传感器代替多种单一传感器，在血液循环和血浆循环系统的基础上增加了肝细胞微球循环系统。它包括肝细胞微球培养液循环进入生物反应器外腔以及肝细胞微球培养液循环供氧。同时采用海藻酸钠作为支架材料培养肝细胞，能使细胞活性保持较长的时间。整个系统具有集成化程度高，操作简单、数据处理方便，效率高等特点。 

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的： 

一种肝细胞微球循环生物人工肝支持系统，包括血液循环系统、血浆循环系统和肝细胞微球循环系统。血液循环系统包括血浆分离器 5，血浆分离器5的血液入口依次与血氧、PH、血压、温度集成传感器4、血液循环恒流装置3、血管夹1和病人的动脉连接，肝素泵2通过“T”型管接头与血路夹1和血液恒流装置3之间的管路连接，血浆分离器5的血细胞出口依次与加热器6、漏血、压力检测装置7、过滤器、空气捕捉器装置8、血路夹9和病人的静脉连接，血浆分离器5的血浆出口和血浆循环系统连接； 

血浆循环系统包括中空纤维生物反应器12，中空纤维生物反应器12的内腔入口依次经过氧合器11、血浆循环恒流装置10与血浆分离器5的血浆出口连接，中空纤维生物反应器12的内腔出口与血浆分离器5的血细胞出口连接。中空纤维生物反应器12放置在温度为37℃、CO2浓度为5％的恒温箱中，中空纤维生物反应器12的外腔出口、外腔入口分别和肝细胞微球循环系统连接； 

肝细胞微球循环系统包括肝细胞微球培养液存储装置13，肝细胞微球培养液存储装置13的肝细胞微球培养液入口a和中空纤维生物反应器12的外腔培养液出口连接，肝细胞微球培养液存储装置13的肝细胞微球培养液出口b通过肝细胞微球培养液循环恒流装置16和中空纤维生物反应器12的外腔培养液入口连接。肝细胞微球培养液存储装置13通过隔板分成两个A、B两个腔室，A腔室中存储新鲜肝细胞微球培养液，B腔室中存储经过中空纤维生物反应器12外腔的肝细胞微球培养液，B腔室出口f与A腔室的出口e连接之后再经过氧合器14、肝细胞微球培养液供氧循环恒流装置15与A腔室的入口g连接，肝细胞微球培养液存储装置13的A腔室上表面开有 培养液提取、添加口c、取样口d。 

所述的为血液循环系统、血浆循环系统和肝细胞微球循环系统内外的连接管路采用医用硅胶管或医用聚丙乙烯管。 

所述的为血液循环系统、血浆循环系统，肝细胞微球循环系统置于一个箱体中。