[实用新型]一种微流体微囊发生装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及组织工程和实验室设备技术领域，特别涉及一种微流 体微囊发生装置。

背景技术

肝衰竭是常见的危重疾病，病情复杂，死亡率高。肝移植是治疗肝衰 竭较为有效的方法，但临床上供体肝来源严重缺乏，很多患者在等待移植 的过程中死亡。因此急需实用新型一种切实有效的生物人工肝支持系统， 来暂代肝脏功能，给患者自身肝脏恢复创造一个良好的环境，或帮助患者 顺利过渡到移植手术期。生物人工肝支持系统中最核心的部分是种子细胞， 该细胞能代替肝脏行使代谢、解毒、合成等功能，最理想的就是原代自体 肝细胞，然而到肝病终末期，患者自体肝细胞状态往往很差，难以胜任此 工作。国内外研究较多的种子细胞有原代猪肝细胞、功能改进后的人肝癌 细胞株、IPS类肝细胞和原代异体肝细胞等。常用的二维细胞培养模式很难 维持这些细胞的功能。

微囊化细胞培养技术是利用生物兼容性高分子材料形成微囊将细胞包 裹在其中实现三维培养的一种技术，形成的微囊可以阻绝免疫细胞及大分 子抗体进入囊内，同时允许氧气、营养物质和一些具有生物活性的小分子 物质自由出入，能较好的保护囊内细胞维持细胞活性及功能。有学者将微 囊化原代猪肝细胞应用于生物人工肝研究，取得了一定的成效。然而，常 用的依靠高速气流(SugiuraS，OdaT，AoyagiY，eta1..Microfabricated airflownozzleformicroencapsulationoflivingcellsinto150micrometer microcapsules[J].BiomedMicrodevices，2007，9：91—99)、高压静电(Willaert RG,BaronGV.Gelentrapmentandmicro—encapsulation：methods, applicationsandengineeringprinciples[J].RevChemEng.,1996,12:185-205) 等微囊发生装置难以得到大小稳定的微囊，且制作成本高，制作过程容易 对细胞造成损伤。

微流体技术是指采用微细加工技术制作出微通道网络结构，或者将各 种微细管道把实验室大型设备集成在尽可能小的操作平台上，用以完成不 同实验的技术。近些年来，该技术在化学、生物学等领域得到广泛应用， 它不仅使试剂的消耗降低，而且使实验速度提高，费用降低，充分体现了 当今实验室设备微型化、集成化和便携化的发展趋势(林炳承,秦建华.微 流控芯片分析化学实验室[J].高等学校化学学报,2009,03:433-445)。因此， 开发基于微流体的微囊发生装置将简化实验步骤，缩小实验设备，精确控 制微囊大小，减小微囊制作过程对细胞造成伤害。

海藻酸钠凝胶因具有生物相容性好、细胞毒性较低、无免疫原性、可 被生物降解、可以在适宜的条件下加工成形等优点，正被广泛应用于制作 生物医学领域的微囊，例如甲状腺细胞、胰岛细胞、肝细胞的包囊(Prakash S.Artificialcelltherapy：Newstrategiesforthetherapeuticdeliveryoflive bacteria[J].JournalofBiomedicineandBiotechnology,2005，44—56)。单纯 的海藻酸钠微囊化肝细胞，较传统的二维细胞培养模式能更好的维持肝细 胞功能。但由于肝细胞生长的特殊性，例如贴壁生长、需要胶原支撑等， 单纯的海藻酸钠微囊尚无法长时间维持其功能，离应用于生物人工肝系统 还有一段距离。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种微流体微囊发生装置，具体是一种人 工肝细胞用微流体微囊发生装置。

本实用新型的主要技术方案包括，利用海藻酸钠与氯化钙反应生成海 藻酸钙水凝胶的化学原理，通过设计微流体装置，借助连续相液体(如豆 油)对分散相液体(如海藻酸钠与氯化钙)的剪切力、表面张力等作用形 成大小稳定的微囊，并且在海藻酸钠凝胶中加入了胶原和磁性物质，让其 更适合种子细胞三维生长和应用于生物人工肝支持系统。

为实现上述目的，本实用新型通过以下技术方案实现：

本实用新型的第一方面，提供了一种微流体微囊发生装置，包括上样 推进组件、成囊组件、分离成膜组件；

所述的上样推进组件，包括微量推注泵和三个注射器；