[发明专利]一种体外肝支持系统

说明书

技术领域

本发明属于生物医疗技术领域，特别涉及一种体外肝支持系统。

背景技术

人体中最重要的一个内脏器官就是肝脏，肝脏担负着人体存活所必须的多种功能，不仅 可以解毒，也有分泌胆汁参与消化活动，储存肝糖和物质代谢等重要机能。在人类的机体活 动中，身体的其他器官正常运转中会产生代谢产物随血液排出，这是就需要肝脏来进行对这 些对人体有害的物质的清理。

目前，肝功能衰竭会严重的影响人类的健康和生命，肝脏移植是治疗晚期肝病的较好的 办法，但是由于肝脏移植的供体缺乏，费用高昂，术后需要长期使用免疫抑制剂造成抵抗力 下降等原因，所以探索利用先进的生物技术搭建体外肝支持系统缓解肝功能衰竭造成的影响， 是为患者进行肝脏移植和自身肝细胞再生争取时间和条件的有效手段，也为患者开辟新的治 疗途径。

科研人员试图在体外培养肝脏细胞，利用肝细胞的生理功能，患者血液流过反应器时， 通过容器内半透膜与肝细胞进行物质交换，从而达到人工肝支持的目的，生物反应器是体外 肝支持系统的核心装置，其性能直接关系到全套系统的效果。

现有的中空纤维管生物反应器是由多根半透膜加工形成的中空纤维管平行排列在圆柱形 外壳内而成，在纤维管内外有两个独立的空间，纤维管内用于患者血液循环灌注，纤维管外 部种植有肝细胞。患者血液透过半透膜与肝细胞进行物质交换(如图5所示)。

现有的肝脏生物反应器首先提取出患者的健康肝细胞，然后将其移植在反应器中进行增 值，等其状态稳定后方可进行使用。图6是现有反应器内部细胞生长示意图。所有的细胞是 直接相连的，为了避免免疫排斥反应，所有的肝细胞必须来自同一个个体就是患者本人，血 液和肝细胞之间只有一道半透膜起到免疫隔效果，这在实际应用过程不是很理想，所以该装 置也只能为特定的患者服务。

此种设计简单可靠，但是，也有以下不足之处：1)无法及时的提供紧急服务，首先需要 从患者体内提取健康肝细胞，然后扩容增值，使其达到一定的数量才能够进行使用，这个过 程需要一定的时间，无法提前准备；2)肝细胞之间是直接相互联系的，没有免疫阻隔，因此 肝细胞需要来自同一个个体，不能实现细胞的快速大量增殖，大规模扩容；3)细胞来源单一 并且成体细胞的增值能力有限，再加上此种反应器的结构所限，细胞的培养量不能实现高密 度培养；4)不能对细胞进行连续的更新，实现连续稳定的肝脏的解毒功能；5)细胞分布不均 匀，肝细胞在实际应用中会聚集成较大的团簇，既影响其生长代谢又易造成半透膜空隙的堵 塞，不利于物质交换。

发明内容

本发明针对已有技术存在的不足之处，提供一种体外肝支持系统，可以提前准备随时为 急性肝病患者提供及时的体外肝功能支持，能隔离免疫排斥反应，给不同的病人使用，并且 是提供持续稳定的肝功能支持。

本发明的技术方案如下：

一种体外肝支持系统，其特征在于：所述的体外肝支持系统包括储液器、氧合器和至少一 个培养单元，多个培养单元并列布置，每个培养单元包括反应器、滤网和蠕动泵；所述的反 应器由外筒和至少一个螺旋纤维管组成，多个螺旋纤维管共同使用同一个进口和出口，在螺 纹纤维管中储存有含细胞的微囊；储液器内装有细胞培养液，储液器的出液口通过硅酮橡胶 管与氧合器相连，氧合器的出口通过硅酮橡胶管分为多个支路，每个支路依次经过蠕动泵、 螺纹纤维管和滤网与储液器入口相连接，形成一个循环回路；反应器的外筒的入口与出口分 别经硅酮橡胶管与血液入口和血液出口相连。

上述技术方案中，所述的含细胞的微囊为含有肝细胞的微囊，或含有肝细胞和干细胞的 微囊，干细胞为脂肪干细胞、骨髓充间质干细胞或胚胎干细胞。

优选地，所述螺旋纤维管由半透膜材料制造而成，内径为0.1～2mm。

本发明具有以下优点和突出性效果：①所有的细胞被封存在微囊之内，能隔离免疫排斥 反应，给不同的病人使用。②微囊可以提前制作培养，所以本系统可以及时的为急性肝病患 者提供体外肝功能支持。③反应器内并列有多个螺旋纤维管，螺旋纤维管内的微囊是可以替 换的，这样就可以提供持续稳定的肝功能支持。④细胞分布均匀，且可以根据实际需要进行 任意增容，细胞培养量易于实现高密度和大容量。

附图说明

图1是本发明一种体外肝支持系统的结构示意图。

图2是反应器的三维结构简图。