[发明专利]基于人iPSCs诱导类肝细胞及多层多孔生物反应器的生物人工肝

权利要求书

1.一种基于人iPSCs诱导类肝细胞及多层多孔生物反应器的生物人工肝，其特征在于，包括血浆分离/回输循环部分和细胞反应器/血浆成分交换双循环部分，两部分通过循环管路互相连接；

所述血浆分离/回输循环部分包括通过连接管路顺序相连的血液输入管（1）、血液输入蠕动泵（2）、肝素泵（3）、血浆分离柱（4）、第一压力监测仪（5）和加热器（6），所述血液输入管（1）与血液输入蠕动泵（2）之间连接管路上设有排气管弹簧夹（7），所述血浆分离柱（4）上设有血液入口（4-1）、血浆出口（4-2）和血细胞出口（4-3），所述血液入口（4-1）与肝素泵（3）的出口相连通；

所述细胞反应器/血浆成分交换双循环部分包括通过连接管路与血浆出口（4-2）顺序相连的血浆输入蠕动泵（8）及设置于37℃专用培养箱（9）内的半透膜交换柱（10）、血浆置换蠕动泵（11）、红细胞池（12）、膜肺（13）、多层多孔生物反应器（14）、第二压力监测仪（15）和第三压力监测仪（16），所述半透膜交换柱（10）上设有血浆下入口（10-1）、血浆下侧出口（10-2）、血浆上侧入口（10-3）和血浆上出口（10-4），所述血浆下入口（10-1）与血浆输入蠕动泵（8）的出口相连通，所述血浆下侧出口（10-2）与血浆置换蠕动泵（11）的入口相连通，所述多层多孔生物反应器（14）包括罐体（14-1）、罐盖（14-2）和多层多孔平板装置（14-3），所述罐盖（14-2）与罐体（14-1）的上罐口螺纹连接，并通过上罐口套设的橡胶圈进一步密封，所述罐盖（14-2）的上表面设置有细胞输入孔（14-4）和培养液导出管（14-5），所述罐体（14-1）的底部设置有培养液导入管（14-6），人iPSCs诱导类肝细胞通过细胞输入孔（14-4）输入罐体（14-1）内，所述细胞输入孔（14-4）上配设有密封盖，所述膜肺（13）通过连接管路连通培养液导入管（14-6），所述第二压力监测仪（15）通过连接管路连通培养液导出管（14-5），所述多层多孔平板装置（14-3）上下滑动连接在罐体（14-1）的内壁，所述多层多孔平板装置（14-3）为至少一层的多孔平板，所述多孔平板包括平板（14-31）、凹槽（14-32）和底托（14-33），所述凹槽（14-32）和底托（14-33）分别环设于平板（14-31）的上表面和下表面且位置正对，通过上多孔平板的底托（14-33）插嵌在下多孔平板的凹槽（14-32）中，上下相邻层多孔平板之间可拆卸连接，所述平板（14-31）的表面均布有竖直镂空孔（14-34），所述竖直镂空孔（14-34）纵向贯穿平板（14-31），所述底托（14-33）为空心圆柱体，底托（14-33）的侧壁设有水平镂空孔（14-35），所述罐体（14-1）尺寸为126mm，高160mm，壁厚4mm，所述多层多孔平板装置（14-3）包括50～60层多孔平板，所述多孔平板的平板（14-31）采用直径120mm、厚1mm的聚碳酸酯圆形平板，所述聚碳酸酯圆形平板的外表面包被一层生长因子胶原（14-36），所述第二压力监测仪（15）连通血浆上侧入口（10-3），所述血浆上出口（10-4）连通第三压力监测仪（16），所述第三压力监测仪（16）的出口与血细胞出口（4-3）一并接入第一压力监测仪（5）的入口，所述第一压力监测仪（5）的出口依次连接加热器（6）和血液输出管（17）。

2.根据权利要求1所述的生物人工肝，其特征在于：所述血浆分离柱（4）为膜型血浆分离器。

3.根据权利要求2所述的生物人工肝，其特征在于：所述半透膜交换柱（10）为膜型血浆成分分离器，其半透膜孔径为11nm。

4.根据权利要求3所述的生物人工肝，其特征在于：所述红细胞池（12）为装有110mL红细胞的硅橡胶袋，所述硅橡胶袋的前后端分别设有进出口，所述进出口与连接管路相连接。

5.根据权利要求4所述的生物人工肝，其特征在于：所述膜肺（13）为膜式氧合器。

6.根据权利要求1所述的生物人工肝，其特征在于：所述连接管路采用医用级聚氯乙烯制成，其中，与血液输入蠕动泵（2）和血浆输入蠕动泵（8）相连的连接管路外径为13mm，其他处连接管路的外径均为5.7mm。

7.根据权利要求1所述的生物人工肝，其特征在于：所述凹槽（14-32）和底托（14-33）在平板（14-31）的上表面和下表面上下对应地分别环设内外2圈，每圈设6个或8个或11个凹槽（14-32）和底托（14-33），凹槽（14-32）和底托（14-33）在平板（14-31）中心的外周均匀分布，所述凹槽（14-32）为直径11mm、深0.8mm的圆柱形凹槽，所述底托（14-33）为直径11mm、高2mm的圆环形底托，所述竖直镂空孔（14-34）和水平镂空孔（14-35）均为直径2mm的圆孔。