专利名称：生物人工肝细胞生长组件、人工肝反应器及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种生物人工肝细胞领域，具体涉及生物人工肝细胞 生长组件及包含该生长组件的肝反应器。
背景技术：
现有的生物人工肝反应器基本都处于研究状态，在结构上主要也 是中空纤维型的。由于中空纤维除了两端之外都没有固定，肝细胞在 中空纤维周围也没有固定附着，而造成肝细胞分布不均匀，以及肝细 胞层与中空纤维的间距不均匀，大多数肝细胞不能得到有效供氧，无 法长时间培养及有效发挥作用。
目前也有开始研究使中空纤维层保持合理的层间距，以使肝细胞 可以长时间培养及有效发挥作用，而由于设计问题，在肝细胞往生物 反应器中灌注时，肝细胞不能均匀分布，因而影响肝细胞的培养和功 能，降低了肝细胞的有效功能。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种能够使得肝细胞均匀分布的生 物人工肝细胞生长组件。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下生物人工肝细胞生 长组件，其特征在于该肝细胞生长组件包括多层无纺布，每层无纺布
均含有生物材料涂层，每层无纺布表面均设有有中空纤维层，相邻两 层无纺布之间的间距为10 100微米。其中中空纤维层为并排排列在 无纺布上的多束中空纤维管，该生长组件中所有中空纤维层共设有
500 10000根中空纤维管。
本发明的另一个目的在于提供一个能够容纳上述生物人工肝细 胞生长组件的生物人工肝反应器。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下 一种生物人工肝反 应器，包括容器本体，其特征在于该容器本体一端设有血液入口，另 一端设有血液出口，在容器本体侧壁设有肝细胞灌注口，该容器本体 内设有生物人工肝细胞生长组件，该生物人工肝细胞生长组件包括多 层含有生物材料涂层的无纺布，无纺布表面均设有并排紧密排列的多 束中空纤维管，中空纤维管的一端与血液入口连接，中空纤维管的另 一端与血液出口连接，中空纤维管与无纺布之间的空间形成外腔，外腔与肝细胞灌注口连通。其中多束中空纤维管并排紧密排列在无纺布
上，该生物人工肝细胞生长组件中所有中空纤维层共设有500 10000 根中空纤维管。该容器本体为圆柱体容器，该多层无纺布为沿中空纤 维管垂直方向巻绕的无纺布巻，相邻两层无纺布的间距为每隔10 100微米。也可以是另外一种形状结构，该容器本体为平板形容器， 该多层无纺布为平铺排列的多层无纺布，相邻两层无纺布的间距为每 隔10 100微米。
本发明的另一个目的在于提供一种制备上述生物人工肝反应器
的方法。
为了实现上述目的，本发明的技术方案如下 一种生物人工肝反 应器的制备方法，包括以下步骤A、多束中空纤维管并排紧密排列 在含有生物材料涂层的无纺布上，中空纤维管的数量为500 10000 根；B、将该无纺布沿中空纤维管垂直方向巻绕，中空纤维管集中固 定在无纺布两端，形成生物人工肝细胞生长组件；C、将该生物人工 肝细胞生长组件放置在圆柱体容器本体中，该容器本体一端设有血液 入口，另一端设有血液出口，在容器本体侧壁设有肝细胞灌注口，中 空纤维管的一端位于血液入口内，另一端位于血液出口内，其中中空 纤维管与无纺布之间的空间形成外腔，外腔与肝细胞灌注口连通；D、 将该容器本体的两端封闭，使得中空纤维管的内腔与外腔隔离；E、 将肝细胞通过离心方法灌注到外腔内，使肝细胞紧密排列其中。
在本发明中，中空纤维管提供了血液流过的通道，含有生物材料 涂层的无纺布与中空纤维层构成的多层空间即外腔用来容纳肝细胞。 保持无纺布与中空纤维层组成的每一层的合理距离，并平铺或巻绕成 多层，这样可以使肝细胞均匀分布，发挥最大效果。本发明的优点在 于该生物人工肝反应器可使肝细胞均匀分布在中空纤维的周围，合理 的层间距使肝细胞可以更长期的生长。通过离心灌注的紧密排列的肝 细胞可以在治疗时更好发挥替代肝脏的解毒、转化等功能。本发明可 用于肝细胞的培养生长，也可用于替代肝脏的作用，对肝衰竭患者进 行替代治疗或过渡到肝移植。
图1为一种生物人工肝细胞生长组件的结构示意图
图2为用来容纳图1中生长组件的圆柱体透明容器的结构示意图
图3为另一种生物人工肝细胞生长组件的结构示意图
图4为用来容纳图3中生长组件的平板形容器的结构示意图
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。 如图1所示，生物人工肝细胞生长组件，其特征在于该肝细胞生 长组件包括多层无纺布l，每层无纺布1均含有生物材料涂层，每层无纺布1表面均设有有中空纤维层，相邻两层无纺布1之间的间距为
10 100微米。其中中空纤维层为并排排列在无纺布上的多束中空纤 维管2，该生长组件中所有中空纤维层共设有500 10000根中空纤 维管2。
本发明还提供一种生物人工肝反应器，包括一个具有多个进出口 的圆柱体透明容器3，及内部的生物人工肝细胞生长组建。容器3的 两个顶端分别设有血液入口 4和血液出口 5，容器的圆柱侧壁的两端 分别设有肝细胞灌注口 7。将多束中空纤维管2紧密排列分布在涂层 处理的无纺布l上，无纺布1上设有一长条形槽口6，中空纤维管2 长度方向与槽口 6长度方向垂直，沿与中空纤维管2长度方向垂直的 方向、从无槽口的一侧向有槽口的一侧巻绕，形成无纺布1与中空纤 维管2的包巻，保持每层的距离为10 100微米，放入上述透明容器 3中，再在该包巻及容器3的圆柱侧壁的两端封胶。这样，所有中空 纤维管2的内部为内腔；中空纤维管2的外部及无纺布1之间的空间 通过槽口与容器3的圆柱体容器连通，围成一个外腔。容器3两个顶 端的口分别为血液入口 4和出口 5，与内腔相连；容器3的圆柱侧壁 设有肝细胞灌注口7，与外腔相连。
根据本发明的一个实施例，选用一方形或长方形的经生物涂层 (聚氨基酸氨基甲酸乙酯树脂)处理的无纺布l，宽度可与中空纤维 丝长度一样为240毫米宽、长度为500毫米。将中空纤维管2紧密排 列在该无纺布1上，无纺布1上设有一长条形槽口 6，中空纤维管2 长度方向与槽口 6长度方向垂直，沿与中空纤维管2长度方向垂直的 方向、从无槽口的一侧向有槽口的一侧巻绕，保持相邻两层无纺布l 之间的间距为10 100微米，将无纺布包巻的两端胶封，使得中空纤 维管两端集中固定在无纺布两端，制成生物人工肝细胞生长组件，取 一透明或半透明的圆柱体容器，该容器3—端设有血液入口 4，另一 端设有血液出口5，在容器本体3侧壁分别设有肝细胞灌注口 7，将 生物人工肝细胞生长组件放置在该容器内，中空纤维管2两端分别位 于血液入口 4和血液出口 5内，然后将该容器3的血液入口 4和血液 出口5封装起来；也可以是另外一种形状结构，如图2所示，将紧密 排列有中空纤维管2的无纺布1平铺在平板形的容器中，每间隔10 IOO微米距离铺一层，形成多层，然后将多层无纺布两端胶封，使得 中空纤维管两端固定在无纺布两端，制成生物人工肝细胞生长组件， 将该生物人工肝细胞生长组件封装在两边设有血液入口 4和血液出 口5，侧面设有肝细胞灌注口7的平板形容器中。这样就制成容纳肝 细胞层合理的空间结构的生物人工肝反应器。将培养液从血液入口输 入该反应器，将肝细胞放置在离心机内，通过离心机的旋转将肝细胞 通过离心灌注的方法从肝细胞灌注口灌入该反应器，使其紧密排列其中，可以使肝细胞得到充分的养料生长及发挥有效的作用。其中中空
纤维管的材料为聚砜膜或聚乙烯乙烯醇膜，中空纤维管的内径为ioo
_400微米。
虽然本发明提供的实施例采用圆柱形容器，容器内的多层无纺布 为沿中空纤维管垂直方向巻绕的无纺布巻，但是应当理解，也可以如 图2所示，采用平板形容器，容器内平铺排列的多层无纺布，相邻两 层无纺布的间距为每隔10 100微米。
生物涂层(聚氨基酸氨基甲酸乙酯树脂)处理的无纺布为现有技 术，在此不再赘述。离心灌注也属现有技术，在此不再赘述。
权利要求
1、生物人工肝细胞生长组件，其特征在于该肝细胞生长组件包括多层无纺布，每层无纺布均含有生物材料涂层，每层无纺布表面均设有有中空纤维层，相邻两层无纺布之间的间距为10～100微米。
2、 按权利要求1所述的生物人工肝细胞生长组件，其特征在于 中空纤维层为并排排列在无纺布上的多束中空纤维管，该生长组件中 所有中空纤维层共设有500 10000根中空纤维管。
3、 按权利要求1或2所述的生物人工肝细胞生长组件，其特征 在于多层无纺布为沿中空纤维管垂直方向巻绕的无纺布巻。
4、 按权利要求1或2所述的生物人工肝细胞生长组件，其特征 在于该多层无纺布为平铺排列的多层无纺布。
5、 一种生物人工肝反应器，包括容器i体，其特征在于该容器 本体一端设有血液入口，另一端设有血液出口，在容器本体侧壁设有 肝细胞灌注口，该容器本体内设有生物人工肝细胞生长组件，该生物 人工肝细胞生长组件包括多层含有生物材料涂层的无纺布，无纺布表 面均设有并排紧密排列的多束中空纤维管，中空纤维管的一端与血液 入口连接，中空纤维管的另一端与血液出口连接，中空纤维管与无纺 布之间的空间形成外腔，外腔与肝细胞灌注口连通。
6、 按权利要求5所述的生物人工肝反应器，其特征在于该容器 本体为圆柱体容器，该多层无纺布为沿中空纤维管垂直方向巻绕的无 纺布巻，相邻两层无纺布的间距为10 100微米。
7、 按权利要求5所述的生物人工肝反应器，其特征在于该容器 本体为平板形容器，该多层无纺布为平铺排列的多层无纺布，相邻两 层无纺布的间距为10 100微米。
8、 按权利要求5所^&.的生物人工肝反应器，其特征在于多束中 空纤维管并排紧密排列在无纺布上，该生物人工肝细胞生长组件中所 有中空纤维层共设有500 10000根中空纤维管。
9、 一种生物人工肝反应器的制备方法，包括以下步骤A、多束 中空纤维管并排紧密排列在含有生物材料涂层的无纺布上，中空纤维 管的数量为500 10000根；B、将该无纺布沿中空纤维管垂直方向巻 绕，中空纤维管集中固定在无纺布两端，形成生物人工肝细胞生长组 件；C、将该生物人工肝细胞生长组件放置在圆柱体容器本体中，该 容器本体一端设有血液入口，另一端设有血液出口，在容器本体侧壁设有肝细胞灌注口，中空纤维管的一端位于血液入口内，另一端位于 血液出口内，其中中空纤维管与无纺布之间的空间形成外腔，外腔与肝细胞灌注口连通；D、将该容器本体的两端封闭，使得中空纤维管 的内腔与外腔隔离；E、将肝细胞通过离心方法灌注到外腔内，使肝 细胞紧密排列其中。
10、按权利要求9所述的生物人工肝反应器的制备方法，其特征在于无纺布上设有一长条形槽口，中空纤维管长度方向与槽口长度方 向垂直，中空纤维管的外部及无纺布之间的空间通过槽口与容器的圆 柱体容器连通。
全文摘要
本发明涉及生物人工肝细胞生长组件，其特征在于该肝细胞生长组件包括多层无纺布，每层无纺布均含有生物材料涂层，每层无纺布表面均设有中空纤维层，相邻两层无纺布之间的间距为10～100微米。本发明的优点在于该生物人工肝反应器可使肝细胞均匀分布在中空纤维的周围，合理的层间距使肝细胞可以更长期的生长。通过离心灌注的紧密排列的肝细胞可以在治疗时更好发挥替代肝脏的解毒、转化等功能。本发明可用于肝细胞的培养生长，也可用于替代肝脏的作用，对肝衰竭患者进行替代治疗或过渡到肝移植。
文档编号C12M3/00GK101294136SQ20071003984
公开日2008年10月29日 申请日期2007年4月24日 优先权日2007年4月24日
发明者勇 张, 一 李, 钱海江, 长谷川冰 申请人:博傲西腾医疗科技(上海)有限公司;长谷川冰