[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

说明书

本发明提供了一种基于仿肝板结构三维培养的生物人工肝反应器和系统，涉及细胞生物学、仿生学和医学技术领域。该生物人工肝反应器包括罐体和反应腔室，罐体设置有进液端口和出液端口，反应腔室安装于罐体内，反应腔室包括柱体、半透膜和水凝胶丝，柱体是由多根间隔的附着杆围成的柱状结构，每根附着杆上均缠绕有水凝胶丝，水凝胶丝为包裹含有肝细胞和肝窦内皮细胞的仿肝板结构的水凝胶丝，任意两个相邻的附着杆之间均安装有半透膜，半透膜以及缠绕有水凝胶丝的附着杆形成分隔罐体和反应腔室的侧壁，进液端口与罐体或反应腔室中的一者连通，出液端口与另一者连通。其可以提升肝细胞极性和生化功能，其能长期稳定表达，净化功能更全面，更高效。

技术领域

本发明涉及细胞生物学、仿生学和医学技术领域，具体而言，涉及一种基于仿肝板结构三维培养的生物人工肝反应器和系统。

背景技术

肝衰竭是临床常见的严重肝病症候群，病死率极高。人工肝是治疗肝衰竭的有效方法之一。通过一个体外的机械、理化和生物装置，清除各种有害物质，补充必需物质，改善内环境，暂时替代衰竭肝脏的部分功能，为肝细胞再生及肝功能恢复创造条件或等待机会进行肝移植。人工肝支持系统分为非生物型、生物型和混合型三种。相比于非生物型人工肝，生物型和混合型人工肝包含具有生物活性的细胞成分，提供肝细胞特有的生化功能。

但是，目前生物型和混合型人工肝存在如何在体外维持细胞活性及充分恢复其功能，装载足够的细胞数量以及进行充分的物质交换等难题，使其应用受到一定限制。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种基于仿肝板结构三维培养的生物人工肝反应器和系统，其能够实现肝细胞的长期稳定增殖并表达肝细胞特有的生化功能。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明提供一种基于仿肝板结构三维培养的生物人工肝反应器，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。

在可选的实施方式中，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。

在可选的实施方式中，所述半透膜为生物相容性半透膜；所述生物相容性半透膜材质为聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚二甲基硅氧烷。

在可选的实施方式中，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。

在可选的实施方式中，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。

在可选的实施方式中，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。

在可选的实施方式中，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。