[发明专利]基于仿肝板结构三维培养的生物人工肝反应器和系统

权利要求书

1.一种基于仿肝板结构三维培养的生物人工肝反应器，其特征在于，包括罐体和反应腔室，所述罐体设置有进液端口和出液端口，所述反应腔室安装于所述罐体内，所述反应腔室包括柱体、半透膜和水凝胶丝，所述柱体是由多根间隔的附着杆围成的柱状结构，每根所述附着杆上均缠绕有所述水凝胶丝，所述水凝胶丝为包裹仿肝板结构的水凝胶丝，所述仿肝板结构含有肝细胞和肝窦内皮细胞；任意两个相邻的所述附着杆之间均安装有所述半透膜，所述半透膜以及缠绕有所述水凝胶丝的附着杆形成分隔所述罐体和所述反应腔室的侧壁，所述进液端口与所述罐体或所述反应腔室中的一者连通，所述出液端口与另一者连通；所述半透膜为生物相容性半透膜；所述生物相容性半透膜的材质为聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚二甲基硅氧烷；

所述水凝胶丝的制备方法包括：将含肝细胞的海藻酸钠溶液、含肝窦内皮细胞的海藻酸钠溶液、缓冲液及胶凝液分别加入微流控芯片形成包裹有肝细胞和肝窦内皮细胞的仿肝板结构的水凝胶，将所述水凝胶导出形成所述水凝胶丝；

其中，所述含肝细胞的海藻酸钠溶液包括0.5-0.9％(w/v)海藻酸钠、0.7-1.1％(w/v)NaCl、0.03-0.07％(w/v)去端肽胶原、0.8-1.2％(w/v)牛血清白蛋白、8-12mmol/L HEAPS及2×10⁷-4×10⁷个/ml肝细胞；所述含肝窦内皮细胞的海藻酸钠溶液包括0.5-0.9％(w/v)海藻酸钠、0.7-1.1％(w/v)NaCl、0.03-0.07％(w/v)去端肽胶原、0.8-1.2％(w/v)牛血清白蛋白、8-12mmol/L HEAPS及1×10⁷-2×10⁷个/ml内皮细胞；所述缓冲液包括8-12％(w/v)葡聚糖、0.7-1.1％(w/v)NaCl及8-12mmol/L HEAPS；所述胶凝液包括8-12％(w/v)葡聚糖、16-24mmol/L BaCl₂、0.6-0.9％(w/v)NaCl及8-12mmol/L HEAPS。

2.根据权利要求1所述的基于仿肝板结构三维培养的生物人工肝反应器，其特征在于，所述附着杆上设置有多个用于对所述水凝胶丝进行限位的限位凸点。

3.根据权利要求1所述的基于仿肝板结构三维培养的生物人工肝反应器，其特征在于，所述反应腔室可拆卸的安装于所述罐体内；所述罐体内还设置有多个用于安装所述反应腔室的装载柱，所述柱体的底部设置有用于与所述装载柱配合安装的装载端口。

4.根据权利要求1所述的基于仿肝板结构三维培养的生物人工肝反应器，其特征在于，所述基于仿肝板结构三维培养的生物人工肝反应器还包括罐体盖，所述罐体盖与所述罐体螺纹连接或压力扣连接；所述罐体盖和所述罐体之间还设置有密封胶圈。

5.根据权利要求4所述的基于仿肝板结构三维培养的生物人工肝反应器，其特征在于，所述基于仿肝板结构三维培养的生物人工肝反应器还包括缠绕至连接的所述罐体盖和所述罐体的缝隙处的医用胶布密封层。

6.根据权利要求4所述的基于仿肝板结构三维培养的生物人工肝反应器，其特征在于，所述反应腔室为多个且均匀分布于所述罐体内，所述进液端口设置于所述罐体盖的中部，所述进液端口通过分液管分别与多个所述反应腔室连通，所述出液端口设置于所述罐体盖的一侧，所述出液端口还连接有出液管，所述出液管的一端伸入所述罐体的底部，另一端穿过所述出液端口伸出至所述罐体盖外。

7.根据权利要求1所述的基于仿肝板结构三维培养的生物人工肝反应器，其特征在于，所述水凝胶丝缠绕于所述附着杆的方法包括：采用附着柱夹和转动驱动件将所述水凝胶丝缠绕于所述附着杆上；

所述附着柱夹包括旋转臂、第一夹臂和第二夹臂，所述第一夹臂和所述第二夹臂均连接至旋转臂的同一端，所述第一夹臂和所述第二夹臂之间呈5-60°设置，所述第一夹臂和所述第二夹臂夹设于所述附着杆上，所述旋转臂的另一端设置有安装孔，所述转动驱动件连接至所述安装孔内，所述转动驱动件带动所述旋转臂转动，从而将所述水凝胶丝缠绕于所述附着柱上。

8.一种基于仿肝板结构三维培养的生物人工肝系统，其特征在于，其包括如权利要求1-7任一项所述的基于仿肝板结构三维培养的生物人工肝反应器。