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1、(10)授权公告号 CN 101342099 B (45)授权公告日 2012.03.14 CN 101342099 B *CN101342099B* (21)申请号 200810124260.4 (22)申请日 2008.07.04 A61F 2/00(2006.01) A61B 17/00(2006.01) A61M 1/14(2006.01) C12M 3/00(2006.01) (73)专利权人 南京大学医学院附属鼓楼医院 地址 210008 江苏省南京市中山路 321 号 (72)发明人 丁义涛 施晓雷 储薛慧 顾劲扬 (74)专利代理机构 南京中新达专利代理有限公 司 32226 。
2、代理人 孙鸥 EP 0402272 A2,1990.12.12, CN 23344763 Y,1999.08.25, 说明书第 3 页 第 31 行至第 33 行 . CN 101129277 A,2008.02.27,说明书第3页 第 19 行 . US 6562616 B1,2003.05.13, 说明书第 1 栏 第 11 行至第 46 栏第 5 行、 附图 1-37. (54) 发明名称 生物人工肝细胞反应器 (57) 摘要 本发明涉及一种新型生物人工肝细胞反应 器。 本发明技术特征是盖子在外壳上端， 培养液出 口在外壳下端， 二层及二层以上平板重心对称设 置， 每层平板中间设置圆孔，。
3、 表面设有二个以上小 孔， 并在平板表面纺有一层壳聚糖纳米纤维支架， 平板通过中心圆孔固定在中空支架上， 中空支架 侧面设置侧孔。本发明解决了现有技术中空纤维 型、 单层平板型、 灌注床型和包被悬浮型生物人工 肝细胞反应器存在的各自缺陷。本发明增加反应 器的有效交换面积， 肝脏细胞贴壁培养且使细胞 均匀分布， 实现营养物质的充分交换， 促进肝细胞 在细胞支架表面的粘附， 从而耐受培养液循环带 来的剪切力。 (51)Int.Cl. (56)对比文件 审查员 张清楠 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 2 页 CN 101342099 。
4、B1/1 页 2 1. 生物人工肝细胞反应器， 盖子在外壳上端， 培养液出口在外壳下端， 其特征在于由二 层及二层以上的多层平板、 中空支架和外壳组成， 平板、 中空支架均设置在外壳内， 二层及 二层以上多层平板重心对称设置， 每层平板中间设置圆孔， 表面设有二个以上小孔， 并在平 板表面纺有一层壳聚糖纳米纤维支架， 平板通过中心圆孔固定在中空支架上， 中空支架侧 面设置侧孔。 2. 根据权利要求 1 所述的生物人工肝细胞反应器， 其特征在于中空支架上端设有开 口， 下端封闭。 3. 根据权利要求 1 所述的生物人工肝细胞反应器， 其特征在于中空支架侧面设置的侧 孔位于每两层平板之间， 且在每。
5、层平板的表面处。 4. 根据权利要求 1 所述的生物人工肝细胞反应器， 其特征在于二层及二层以上平板中 每二层平板之间的距离相等， 均为 4mm， 每层平板厚度为 2mm。 5. 根据权利要求 1 所述的生物人工肝细胞反应器， 其特征在于每层平板表面上的小孔 为直径 1cm， 相邻小孔间距离均为 2cm。 权 利 要 求 书 CN 101342099 B1/2 页 3 生物人工肝细胞反应器 技术领域 0001 本发明涉及一种医疗器械， 特别涉及一种新型生物人工肝细胞反应器。 0002 背景技术 0003 生物人工肝可为患者提供短暂的肝功能支持， 是目前肝功能衰竭等疾病的有效辅 助治疗手段， 具。
6、有良好的应用前景。 生物反应器作为生物人工肝的核心成分， 决定了其中细 胞的活性及功能， 从而也决定了生物人工肝的性能。 0004 在本发明之前， 目前临床使用的生物反应器大致分为四种类型 ： 中空纤维型， 单层 平板型， 灌注床型和包被悬浮型。 其中中空纤维型生物反应器是目前应用最多的， 它是将一 束中空纤维管密封于透明有机材料的外壳中， 该纤维将外壳分为内外两个腔， 一般内腔流 动患者血浆， 外腔培养肝脏细胞。 该纤维同时还具有半透膜功能， 隔离细胞的同时实现物质 的双向运输， 从而达到肝功能支持的目的。 0005 然而， 该反应器在使用时尚存在一定的缺陷。首先， 该反应器中的纤维密集排列。
7、， 不易放大， 容量和有效交换面积小 ； 其次， 细胞堆积培养于中空纤维外部， 往往容易沉积底 部， 不能均匀分布于纤维之间 ； 第三， 细胞密集堆积培养， 营养和氧气交换受限， 限制了功能 的同时也降低了细胞的活性 ； 最后， 肝细胞是锚足样细胞， 堆积生长也会造成细胞活性的下 降。而在灌注床系统中， 肝细胞虽然能贴壁培养， 但由于其不能耐受液体循环带来的剪切 力， 往往容易脱落。 0006 发明内容 0007 本发明的目的就在于克服上述缺陷， 设计、 研制一种新型生物人工肝细胞反应器。 0008 本发明的技术方案是 ： 0009 新型生物人工肝细胞反应器， 盖子在外壳上端， 培养液出口在外。
8、壳下端， 其主要技 术特征在于二层及二层以上平板重心对称设置， 每层平板中间设置圆孔， 表面设有二个以 上小孔， 并在平板表面纺有一层壳聚糖纳米纤维支架， 平板通过中心圆孔固定在中空支架 上， 中空支架侧面设置侧孔。 0010 本发明的优点和效果在于用多层平板解决了中空纤维型反应器不能放大， 容量和 有效交换面积低的问题， 并同时能使细胞均匀贴壁培养。 培养液自中间向四周辐射状流动， 解决了反应器容易堵塞， 溶液交换不均匀的问题。多层平板表面静纺的壳聚糖纳米纤维能 促进肝细胞粘附， 解决了细胞贴壁不稳定， 容易脱落的问题。 0011 具体而言 ： 0012 (1) 反应器的大小可以通过增减平板。
9、层数来任意放大和缩小 ； 多层圆形平板层 叠， 在增加反应器的有效交换面积的同时， 减小反应器体积， 从而克服中空纤维型反应器不 能放大， 容量和有效交换面积低的缺点。 0013 (2) 细胞由中空支架上的开口加入， 最后贴壁培养于各层平板上， 这样既满足了肝 脏细胞需贴壁培养的要求， 又能使细胞均匀分布。 0014 (3) 培养液循环时， 是由中空支架侧孔流出， 然后再由中心向四周辐射状流出， 这 样培养液能充分与细胞接触， 带给细胞营养的同时， 将细胞分泌的有用成分带走， 从而实现 说 明 书 CN 101342099 B2/2 页 4 营养物质的充分交换。 0015 (4) 细胞支架采用。
10、壳聚糖纳米纤维膜， 能很好的促进肝细胞在其表面的粘附， 从而 耐受培养液循环带来的剪切力。 0016 本发明的其它优点和效果将在下面继续说明。 附图说明 0017 图 1- 本发明结构原理示意图。 0018 图 2- 本发明每层平板表面结构示意图。 0019 图 3- 本发明应用示意图。 具体实施方式 0020 如图 1、 图 2、 图 3 所示 ： 0021 整个肝细胞反应器由二层及二层以上的多层平板 3、 中空支架 5 和外壳 4 组成 ； 本 例中有 50 层的平板 3， 重心对称设置 ； 在每层平板 3 的表面设置多个小孔 8， 小孔 8 呈等边 排列， 直径采 1cm， 同时在其表面。
11、纺上一层壳聚糖纳米纤维支架 10 ； 每二层平板 3 之间距离 相等， 每层平板3中间开有直径2cm的圆孔9， 以使中空支架5穿过固定 ； 中空支架5上端开 口， 下端封闭， 其侧面设置有数个侧孔 7， 与平板 3 数一一对应， 即本例中设置 50 个侧孔 7， 且每个侧孔 7 均位于每层平板 3 表面处 ； 平板 3、 中空支架 5 均设置在外壳 4 内， 上面用盖 子 2 密封， 盖子 2 上设有培养液及 细胞入口 1， 外壳 4 底部中间设置培养液出口 6 ； 0022 应用时 ： 0023 首先将培养液出口 6 关闭， 然后将混有肝细胞的培养液 11 由培养液及细胞入口 1 加入， 培。
12、养液 11 经过中空支架 5， 由于中空支架 5 底部封闭， 只能由中空支架 5 的侧孔 7 向 每层平板3流出， 最终充盈整个反应器外壳4， 细胞在流动过程中， 均匀地分布于各层平板3 表面 ； 加样结束后， 将培养液及细胞入口 1 密闭， 并将整个的反应器置于 37环境下静止半 小时， 使肝细胞能贴壁于壳聚糖纳米支架材料 10 表面。 0024 待细胞贴壁牢固后， 进行培养液的循环。培养液 11 由培养液入口 6 进入， 经过中 空支架 5， 再由侧孔 7 流出， 并由中心向四周辐射状流动。流经每层平板 3 表面时， 培养液 11 可为肝细胞提供营养和氧气， 同时又可以将肝细胞分泌的有用成分带走， 从而实现物质 的充分交换。经过交换后的培养液 11 由培养液出口 6 流出。 0025 本发明请求保护的范围并不仅仅局限于本具体实施方式的说明。 说 明 书 CN 101342099 B1/2 页 5 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 101342099 B2/2 页 6 图 3 说 明 书 附 图 。