CN110327494A - 一种植入式人工肝脏 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种植入式人工肝脏，所述植入式人工肝脏包括人工肝脏支架和覆膜；所述植入式人工肝脏支架至少包括一层覆膜；所述覆膜为双层膜；本发明植入式人工肝脏对人工肝脏支架覆膜，具有生物相应性，可以提高人工肝脏的生物相容性，同时覆膜可以吸附除去血液中的毒素、细菌等，维持植入式人工肝脏的环境稳定，促使移植肝细胞存活和在患者体内增殖、再生组织，改善患者肝功能障碍，增强患者身体健康，提高生活质量。

Description

一种植入式人工肝脏
技术领域
本发明涉及再生医学技术领域，具体为一种植入式人工肝脏。
背景技术
肝脏作为人体最重要的器官之一，承担着合成、分泌、代谢、解毒等多种复杂的功能，目前由于各种生活压力和疾病的存在，难免会给肝脏带来多重压力以致产生病变，严重者甚至发生肝细胞坏死，出现肝功能衰竭等病症，导致人体代谢功能紊乱，可能出现更严重的病症，严重影响身体健康、降低生活质量。
人工肝脏是借助体外机械，化学或生物性装置，暂时或部分替代肝脏功能，从而协助治疗肝脏功能不全或相关疾病。人工肝与一般内科药物治疗的最大区别在于，前者主要通过"功能替代"治病，后者主要通过"功能加强"治病。
目前，最为有效的肝功能衰竭治疗方法为原位肝移植，但是肝移植一方面费用较高，另一方面适配肝源较少，因此对患者的病情延误十分严重。目前研究致力于将干细胞人工植入患者体内，达到体内增殖，改善患者肝功能障碍问题。这过程中需要使用人工肝脏支架，但是目前用于人工肝脏支架的材料的生物相容性较差，而且不具有清除毒素的作用，对肝细胞移植和体内增殖有一定的限制。因此，寻找一种生物相容性好，且可降解的高分子材料，制成可清除肝脏毒素的人工肝脏支架，具有十分重要的意义。
中国专利CN101428154B公开了一种植入式人工肝脏，它包括聚乙醇酸或聚乳酸羟基乙酸封套，1片以上的三维多孔支架，聚乙醇酸或聚乳酸羟基乙酸管封口；三维多孔支架装在聚乙醇酸或聚乳酸羟基乙酸封套中，聚乙醇酸或聚乳酸羟基乙酸封套两端用聚乙醇酸或聚乳酸羟基乙酸管封口。此发明最大限度模拟肝小叶结构，促进植入干细胞定向分化至成熟肝细胞，诱导组织工程肝的微血管再生；同时在三维生物支架外包被生物相容性极佳的生物材料封套，模拟肝包膜结构，该封套与支架之间形成小腔隙，以供血液循环通过组织工程支架，促进包膜内工程肝的血管再生并最终生成人工肝脏以替代宿主受损肝脏功能，但是，植入式人工肝脏的生物相容性还可进一步提高。
中国专利CN101850136B公开了一种制备生物人工肝脏支架的联合用试剂，包括：灌注液1：弱碱性低渗溶液或纯水；灌注液2：一组浓度呈梯度变化的离子型去垢剂水溶液；灌注液3：电解质水溶液；灌注液4：抗凝血因子水溶液；洗脱液1：蒸馏水；洗脱液2：非离子型去垢剂水溶液。还提供了一种用前述联合用试剂制备植入式生物人工肝脏的方法；以及一种用上述方法制备的植入式生物人工肝脏。利用联合用试剂制备的生物人工肝脏支架完全去细胞化，且细胞外基质结构保持完整。该生物人工肝脏可容纳大量肝细胞并提供充足血供，使急性肝衰竭大鼠的生存时间明显延长，肝功能明显改善，具有极好的临床应用前景，但是，血液中的毒素和细菌容易对植入式人工肝脏损伤。
发明内容
本发明针对以上不足，提供一种植入式人工肝脏，通过在人工肝脏支架覆膜和吸附功能液浸泡的方法，解决植入式人工肝脏生物相容性差、对血液毒素不能清除的问题。
为了实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种植入式人工肝脏，植入式人工肝脏包括人工肝脏支架和覆膜；植入式人工肝脏支架至少包括一层覆膜；覆膜为双层膜。
进一步的，人工肝脏支架由分子量为3万～9万单位的壳聚糖/聚乳酸共聚物制成。壳聚糖/聚乳酸共聚物为可降解高分子材料，且具有一定的生物相容性，不会对患者身体造成伤害，废弃后也不会对环境造成污染。
再进一步的，改性壳聚糖/聚乳酸共聚物的制备方法为：将壳聚糖与聚乳酸按质量比1：15～30混合搅拌，待壳聚糖完全溶解后，将混合物在温度为75℃～80℃条件下，减压脱水3小时～4小时，然后加热到102℃～108℃继续脱水2.1小时～2.5小时，最后加热到125℃～130℃继续脱水30分钟～45分钟，脱水完成后加入催化剂，在真空环境下，温度为135℃～145℃条件下反应4.0小时～4.5小时，产物经过洗涤干燥得到所述壳聚糖/聚乳酸共聚物。
再进一步的，催化剂为钛酸四丁酯。
再进一步的，催化剂加入量为混合物质量的1.0％～2.5％。
进一步的，覆膜由以下重量份的原料组成：聚己内酯30份～40份，聚乙丙交酯10份～16份，骨胶原3.5份～5.5份，木薯淀粉2.6份～4.6份。覆膜原来哦均为可降解材料，包括骨胶原，可以进一步提高植入式人工肝脏的生物相容性和使用安全性。
再进一步的，覆膜由以下重量份的原料组成：聚己内酯34份，聚乙丙交酯13份，骨胶原4.5份，木薯淀粉3.6份。
进一步的，双层膜的单层膜厚度为0.02mm～0.05mm。双层结构的覆膜可以提高膜的渗透效果，过滤血液有害毒素和有害物质，保护移植肝细胞存活和再生组织。
进一步的，植入式人工肝脏在吸附功能液中浸泡3分钟～6分钟。通过浸泡，在植入式人工肝脏表面附有一定的吸附剂，可以清除血液毒素和细菌，维持植入式人工肝脏环境稳定、安全。
再进一步的，吸附功能液由多孔吸附材料、丙烯酸、正丁醇、β-环糊精和水按质量比0.1～0.3：1.2：1.0：0.5：20～30组成。
本发明的有益效果是：
(1)本发明植入式人工肝脏对人工肝脏支架覆膜，具有生物相应性，可以提高人工肝脏的生物相容性，同时覆膜可以吸附除去血液中的毒素等，维持植入式人工肝脏的环境稳定，促使移植肝细胞存活和在患者体内增殖、再生组织，改善患者肝功能障碍，增强患者身体健康，提高生活质量；
(2)本发明制备植入式人工肝脏的人工肝脏支架和覆膜的材料均属于可降解材料，对患者身体危害较小，使用安全性高。
具体实施方式
为了使得本发明的技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚，下文中将结合本发明具体实施方式，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。
应当说明的是，本发明所述的实施方式仅仅是实现本发明的优选方式，对属于本发明整体构思，而仅仅是显而易见的改动，均应属于本发明的保护范围之内。
实施例1
一种植入式人工肝脏
植入式人工肝脏包括人工肝脏支架和覆膜；植入式人工肝脏支架包括一层覆膜；覆膜为双层膜；人工肝脏支架由分子量为3万单位的壳聚糖/聚乳酸共聚物制成；双层膜的单层膜厚度为0.02mm；植入式人工肝脏在吸附功能液中浸泡3分钟。
其中，改性壳聚糖/聚乳酸共聚物的制备方法为：将壳聚糖与聚乳酸按质量比1：15混合搅拌，待壳聚糖完全溶解后，将混合物在温度为75℃条件下，减压脱水3小时，然后加热到102℃继续脱水2.1小时，最后加热到125℃继续脱水30分钟，脱水完成后加入钛酸四丁酯，在真空环境下，温度为135℃条件下反应4.0小时，产物经过洗涤干燥得到所述壳聚糖/聚乳酸共聚物；其中，催化剂加入量为混合物质量的1.0％。
其中，覆膜由以下重量份的原料组成：聚己内酯30g，聚乙丙交酯10g，骨胶原3.5g，木薯淀粉2.6g。
其中，吸附功能液由多孔吸附材料、丙烯酸、正丁醇、β-环糊精和水按质量比0.1：1.2：1.0：0.5：20组成。
实施例2
一种植入式人工肝脏
植入式人工肝脏包括人工肝脏支架和覆膜；植入式人工肝脏支架包括两层覆膜；覆膜为双层膜；人工肝脏支架由分子量为9万单位的壳聚糖/聚乳酸共聚物制成；双层膜的单层膜厚度为0.05mm；植入式人工肝脏在吸附功能液中浸泡6分钟。
其中，改性壳聚糖/聚乳酸共聚物的制备方法为：将壳聚糖与聚乳酸按质量比1：30混合搅拌，待壳聚糖完全溶解后，将混合物在温度为80℃条件下，减压脱水4小时，然后加热到108℃继续脱水2.5小时，最后加热到130℃继续脱水45分钟，脱水完成后加入钛酸四丁酯，在真空环境下，温度为145℃条件下反应4.5小时，产物经过洗涤干燥得到所述壳聚糖/聚乳酸共聚物；其中，催化剂加入量为混合物质量的2.5％。
其中，覆膜由以下重量份的原料组成：聚己内酯40g，聚乙丙交酯16g，骨胶原5.5g，木薯淀粉4.6g。
其中，吸附功能液由多孔吸附材料、丙烯酸、正丁醇、β-环糊精和水按质量比0.3：1.2：1.0：0.5：30组成。
实施例3
一种植入式人工肝脏
植入式人工肝脏包括人工肝脏支架和覆膜；植入式人工肝脏包括三层覆膜；覆膜为双层膜；人工肝脏支架由分子量为4万单位的壳聚糖/聚乳酸共聚物制成；双层膜的单层膜厚度为0.03mm；植入式人工肝脏在吸附功能液中浸泡4分钟。
其中，改性壳聚糖/聚乳酸共聚物的制备方法为：将壳聚糖与聚乳酸按质量比1：16混合搅拌，待壳聚糖完全溶解后，将混合物在温度为76℃条件下，减压脱水3.2小时，然后加热到103℃继续脱水2.2小时，最后加热到126℃继续脱水35分钟，脱水完成后加入钛酸四丁酯，在真空环境下，温度为137℃条件下反应4.1小时，产物经过洗涤干燥得到所述壳聚糖/聚乳酸共聚物；其中，催化剂加入量为混合物质量的1.2％。
其中，覆膜由以下重量份的原料组成：聚己内酯32g，聚乙丙交酯11g，骨胶原4.0g，木薯淀粉3.2g。
其中，吸附功能液由多孔吸附材料、丙烯酸、正丁醇、β-环糊精和水按质量比0.3：1.2：1.0：0.5：22组成。
实施例4
一种植入式人工肝脏
植入式人工肝脏包括人工肝脏支架和覆膜；植入式人工肝脏包括一层覆膜；覆膜为双层膜；人工肝脏支架由分子量为8万单位的壳聚糖/聚乳酸共聚物制成；双层膜的单层膜厚度为0.04mm；植入式人工肝脏在吸附功能液中浸泡5分钟。
其中，改性壳聚糖/聚乳酸共聚物的制备方法为：将壳聚糖与聚乳酸按质量比1：25混合搅拌，待壳聚糖完全溶解后，将混合物在温度为79℃条件下，减压脱水3.8小时，然后加热到106℃继续脱水2.4小时，最后加热到129℃继续脱水42分钟，脱水完成后加入钛酸四丁酯，在真空环境下，温度为142℃条件下反应4.4小时，产物经过洗涤干燥得到所述壳聚糖/聚乳酸共聚物；其中，催化剂加入量为混合物质量的2.3％。
其中，覆膜由以下重量份的原料组成：聚己内酯38g，聚乙丙交酯15g，骨胶原5.0g，木薯淀粉4.2g。
其中，吸附功能液由多孔吸附材料、丙烯酸、正丁醇、β-环糊精和水按质量比0.1：1.2：1.0：0.5：28组成。
实施例5
一种植入式人工肝脏
植入式人工肝脏包括人工肝脏支架和覆膜；植入式人工肝脏包括一层覆膜；覆膜为双层膜；人工肝脏支架由分子量为7万单位的壳聚糖/聚乳酸共聚物制成；双层膜的单层膜厚度为0.04mm；植入式人工肝脏在吸附功能液中浸泡5分钟。
其中，改性壳聚糖/聚乳酸共聚物的制备方法为：将壳聚糖与聚乳酸按质量比1：20混合搅拌，待壳聚糖完全溶解后，将混合物在温度为78℃条件下，减压脱水3.5小时，然后加热到105℃继续脱水2.3小时，最后加热到128℃继续脱水40分钟，脱水完成后加入钛酸四丁酯，在真空环境下，温度为140℃条件下反应4.3小时，产物经过洗涤干燥得到所述壳聚糖/聚乳酸共聚物；其中，催化剂加入量为混合物质量的2.0％。
其中，覆膜由以下重量份的原料组成：聚己内酯34g，聚乙丙交酯13g，骨胶原4.5g，木薯淀粉3.6g。
其中，吸附功能液由多孔吸附材料、丙烯酸、正丁醇、β-环糊精和水按质量比0.2：1.2：1.0：0.5：25组成。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种植入式人工肝脏，其特征在于，所述植入式人工肝脏包括人工肝脏支架和覆膜；所述植入式人工肝脏支架至少包括一层覆膜；所述覆膜为双层膜。
2.根据权利要求1所述的植入式人工肝脏，其特征在于，所述人工肝脏支架由分子量为3万～9万单位的壳聚糖/聚乳酸共聚物制成。
3.根据权利要求2所述的植入式人工肝脏，其特征在于，所述改性壳聚糖/聚乳酸共聚物的制备方法为：将壳聚糖与聚乳酸按质量比1：15～30混合搅拌，待壳聚糖完全溶解后，将混合物在温度为75℃～80℃条件下，减压脱水3小时～4小时，然后加热到102℃～108℃继续脱水2.1小时～2.5小时，最后加热到125℃～130℃继续脱水30分钟～45分钟，脱水完成后加入催化剂，在真空环境下，温度为135℃～145℃条件下反应4.0小时～4.5小时，产物经过洗涤干燥得到所述壳聚糖/聚乳酸共聚物。
4.根据权利要求3所述的植入式人工肝脏，其特征在于，所述催化剂为钛酸四丁酯。
5.根据权利要求3所述的植入式人工肝脏，其特征在于，所述催化剂加入量为混合物质量的1.0％～2.5％。
6.根据权利要求1所述的植入式人工肝脏，其特征在于，所述覆膜由以下重量份的原料组成：聚己内酯30份～40份，聚乙丙交酯10份～16份，骨胶原3.5份～5.5份，木薯淀粉2.6份～4.6份。
7.根据权利要求6所述的植入式人工肝脏，其特征在于，所述覆膜由以下重量份的原料组成：聚己内酯34份，聚乙丙交酯13份，骨胶原4.5份，木薯淀粉3.6份。
8.根据权利要求1所述的植入式人工肝脏，其特征在于，所述双层膜的单层膜厚度为0.02mm～0.05mm。
9.根据权利要求1所述的植入式人工肝脏，其特征在于，所述植入式人工肝脏在吸附功能液中浸泡3分钟～6分钟。
10.根据权利要求9所述的植入式人工肝脏，其特征在于，所述吸附功能液由多孔吸附材料、丙烯酸、正丁醇、β-环糊精和水按质量比0.1～0.3：1.2：1.0：0.5：20～30组成。
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吴景梅等: "壳聚糖接枝聚乳酸共聚物性能及其体外释药行为研究", 《工程塑料应用》 *
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CN111840637A (zh) * 2020-05-08 2020-10-30 陈艳 一种人工肝脏用材料及其制备方法

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