[发明专利]一种人工肝用去细胞支架生物反应器及其使用方法

说明书

技术领域

本发明属于生物医学技术领域，涉及一种医疗设备，具体是一种生物型人工肝或者混合型人工肝用去细胞支架生物反应器及其使用方法。

背景技术

肝衰竭内科保守治疗效果不佳，死亡率较高，人工肝是肝衰竭重要治疗手段，它包括非生物型人工肝、生物型人工肝和混合型人工肝：非生物人工肝只能在一定程度上暂时代偿肝脏的解毒作用，不能完全替代肝脏的合成、代谢功能以及生物转化功能，故其在改善慢性肝衰竭患者远期预后方面没有明显效果，因而更接近人体肝脏生理功能的生物型人工肝和混合型人工肝是目前研究的热点；生物反应器为肝细胞在体外提供良好的生存环境，并且是治疗对象的血浆与肝细胞进行物质交换的场所，是生物人工肝或混合型肝的核心装置；迄今中空纤维生物反应器是目前研究最多生物反应器，但其存在细胞分布不均匀，细胞粘附率低及活性差，半透膜阻塞等缺点，所以人们正在不断研发各种新型生物反应器；随着组织工程技术和材料科学的发展，人们发现多种人工合成材料，如半乳糖修饰大孔壳聚糖支架能够较好地促进体外肝细胞的生长和发挥功能；动物实验提示，以这些人工材料为基础构建支架型生物反应器，对肝衰竭有一定地疗效，然而这些支架型生物反应器也存在着许多缺陷，从而制约了其疗效的发挥，如容易形成无效腔、死腔、液流不均匀、液流阻力大等；近年来，人们发现将肝脏组织去细胞、保留血管结蹄组织腔道，从而变为生物支架，从门静脉系统中重新植入肝细胞后，并由门脉系统灌流培养液，液体可沿保留的血管腔道灌注；并且该类支架可为肝细胞提供模拟体内生长的三维生长环境，从而显著提高肝细胞的功能；将该“组织工程人工肝脏”移植给肝衰竭动物，显示出良好的治疗效果。这些突破为研制新型人工肝用生物反应器奠定了坚实基础。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可模拟体内肝脏血液灌流和肝细胞生长三维生长环境的人工肝用去细胞支架生物反应器及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种人工肝用去细胞支架生物反应器，包括生物反应器外壳、去细胞支架、填充支架及液体出入口；所述生物反应器外壳包括上部和下部，上部和下部之间的连接处采用螺纹连接；上部与下部均为中空结构，上部内的第一腔体通过上部螺纹与下部内第二腔体的下部螺纹以螺纹连接构成圆柱形的内容腔；所述上部的顶部中间区域设置有内容腔液体出口，下部的底部中央区域设置有内容腔液体总入口；液体总入口分支成为第一液体入口和第二液体入口；所述第一液体入口连接至肝脏去细胞支架液体入口，第一液体入口与去细胞支架的连接处安装有环形固定装置；所述第二液体入口连接至填充支架，填充支架孔隙率为90%，平均孔隙为100-200μm之间，所述填充支架为半乳糖修饰大孔壳聚糖支架。

作为本发明进一步的方案：所述生物反应器外壳呈圆柱形。

作为本发明再进一步的方案：所述液体出口处设置液体出口开关。

作为本发明再进一步的方案：所述液体总入口处设置液体总入口开关。

作为本发明再进一步的方案：所述第一液体入口和第二液体入口处均设置有用于控制第一液体入口和第二液体入口液体流量的液体入口阀门。

作为本发明再进一步的方案：所述肝脏去细胞支架液体入口为去细胞肝脏的门静脉及其分支、肝动脉或肝静脉及其分支。

作为本发明再进一步的方案：所述人工肝用去细胞支架生物反应器的使用方法包括以下步骤：

1）使用前对人工肝用去细胞支架生物反应器灭菌，在无菌的超净台或者百级实验室中拧开人工肝用去细胞支架生物反应器上部，使第二腔体敞开；向第二腔体内装载去细胞支架，使得肝脏去细胞支架液体入口与第一液体入口相连，并以环形固定装置将两者固定，防止漏液，去细胞支架装载完毕后将人工肝用去细胞支架生物反应器的上部与下部重新拧紧；

2）调节液体总入口开关及液体出口开关，使得第一液体入口关闭、第二液体入口开放，液体出口开放，通过血泵向人工肝用去细胞支架生物反应器内容腔内注入人工支架材料形成液，直至液面高于去细胞支架顶部，处理得到填充支架；