[发明专利]人工肝的中空纤维生物反应器

说明书

本发明公开了一种人工肝的中空纤维生物反应器，包括套在所有中空纤维管外侧的圆形软管，圆形软管的两端与胶体密封结构固连并密封；圆形筒为变径圆形筒，靠近血液分配器的一端直径小，靠近血液出口收集器的一端直径大，小径筒与大径筒之间弧形过渡，穿过并固定密封在大径筒壁上的营养液入口管连通圆形软管内，穿过并固定密封在小径筒壁上的营养液出口管连通圆形软管内；大径筒壁上有流体入口，小径筒壁上有流体出口；流体从流体入口流入，由大径筒流到横截面缩小的小径筒时，出现文丘里效应,使毒素更容易从血液一侧穿过中空纤维膜而进入营养液一侧,能增强解毒效果并实现人工肝高效解毒，达到预期的治疗效果。

技术领域

本发明涉及生物医疗器械技术领域，具体讲是一种人工肝的中空纤维生物反应器。

背景技术

人工肝通过一个体外的机械或理化装置，利用压力驱动患者血液流经体外人工肝系统，担负起暂时辅助或完全代替严重病变肝脏的功能，清除各种有害物质，代偿肝脏的代谢功能，直至人体自身肝脏功能恢复或进行肝脏移植。

中空纤维生物反应器是人工肝装置中用于清除毒素的部件，是人工肝装置系统的核心。中空纤维生物反应器一般由若干根如5000-15000根中空纤维管、圆柱形有机玻璃管、血液入口分配器、血液出口收集器和胶体密封结构等组合而成，中空纤维管由多孔纤维膜制作，是患者血液和营养液进行物质交换的场所，是人工肝治疗解毒的核心单元。

现有的人工肝治疗中，患者血液流经中空纤维管内,而营养液流经中空纤维管与圆柱形有机玻璃管之间的周边间隙，并且血液流动方向和营养液的流动方向是相反的。一般地，中空纤维管内的空间称为内腔，而中空纤维管与圆柱形有机玻璃管之间的空间称为外腔，内腔里的血液与外腔里的营养液通过多孔纤维膜进行双向物质传递。双向物质传递过程大致如下：内腔里带毒血液的毒素由内腔通过多孔纤维膜传递到外腔，并随营养液流出，实现了解毒效果，解毒后的血液再流回人体内；而外腔里营养液中的营养物质、氧气等由外腔通过多孔纤维膜传递到内腔，给血液补充营养物质，并随解毒后的血液一起流回人体内。

人工肝的中空纤维生物反应器中多孔纤维膜实现双向物质传递的方式有扩散传质和对流传质，其中以对流传质为主要传质方式。对流传质的动力来源于多孔纤维膜两侧的压力差。患者血液流经中空纤维管内腔，沿着血液流动方向压力逐渐降低；而营养液沿着与血液流动相反的方向流经外腔，沿着营养液流动方向压力逐渐降低。控制好血液和营养液的压力，比如使内腔入口处血液的压力与外腔入口处营养液的压力大致相同，这样沿着流动方向多孔纤维膜两侧便产生压力差。具体是：沿着血液流动方向的前半段，内腔内压力大于外腔压力，血液中毒素在压力差的作用下发生对流传质，由内腔通过多孔纤维膜传到外腔，并随外腔的营养液流出，进而实现了解毒效果；沿着血液流动方向的后半段，外腔内压力大于内腔压力，营养液中的营养物质在压力差的作用下发生对流传质，由外腔通过多孔纤维膜传到内腔，给解毒后的血液补充营养物质。可见，现有人工肝是完全依靠血液和营养液流向不同而产生压力差，进而实现对流传质、清除毒素，这种方式具有一定治疗效果，但由于压力差不是很大，导致清毒效率不高，无法达到预期的治疗效果。如何提高人工肝对毒素的清除效率、实现人工肝高效解毒治疗，成为当前人工肝技术亟需解决的问题。

发明内容

本发明要解决技术问题是，能增强解毒效果并实现人工肝高效解毒的人工肝的中空纤维生物反应器。

本发明的技术解决方案是，提供一种人工肝的中空纤维生物反应器，包括与圆形筒的两端连接并有血液入口的血液入口分配器和有血液出口的血液出口收集器，圆形筒内中央有若干根由中空纤维膜制作的中空纤维管，中空纤维管两端的外侧与圆形筒内壁之间有胶体密封结构；

本发明人工肝的中空纤维生物反应器，还包括套在所有中空纤维管外侧的圆形软管，圆形软管的两端与胶体密封结构固连并密封；圆形筒为变径圆形筒，靠近血液分配器的一端直径小，靠近血液出口收集器的一端直径大，小径筒与大径筒之间弧形过渡，穿过并固定密封在大径筒壁上的营养液入口管连通圆形软管内，穿过并固定密封在小径筒壁上的营养液出口管也连通圆形软管内；大径筒壁上有流体入口，小径筒壁上有流体出口；