CN203280815U - 一种无泡供氧式生物人工肝细胞培养装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种无泡供氧式生物人工肝细胞培养装置，包括生物人工肝反应器外壳和位于外壳内部的中空纤维膜管，所述生物人工肝反应器外壳上部设有血液进口，下部设有血液和培养液出口，上端设有氧气进口，下端设有净化血液出口，所述中空纤维膜管分布有两束，其中一束中空纤维膜管上端与氧气进口相连，另一束中空纤维膜管下端与净化血液出口相连。采用中空纤维膜管供氧，提高了传氧效率，提高了细胞的活性，加强了营养和氧气的交换效率，在供气时无产生无泡沫，降低了供气的无菌程度要求，减少了动力消耗，还可以把生化反应中产生有害气体从液相中洗涤出来，有利于生化反应的进行。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种医疗用品生物人工肝***，尤其是涉及一种无泡供氧式生物人工肝细胞培养装置。
背景技术
生物人工肝***是肝细胞体外培养的有效装置，是外源性肝细胞和肝衰竭病患血浆/血液进行物质交换的场所，同时也是药物肝毒性评价的重要手段之一。生物人工肝***应具有中小分子物质双向传输以及免疫球蛋白大分子免疫阻隔的功能，同时应能保障肝细胞在其内培养的活性和功能。中空纤维膜生物人工肝***是目前较为常用的生物人工肝***。中空纤维膜反应器中有上百根中空纤维，如同人工的“毛细血管”给分布于其外周间隙的肝细胞提供营养素并带走代谢产物。通常地，中空纤维膜管内称为内腔，管外称为外腔。
中空纤维膜供氧的基本原理：在膜两侧氧的分压差的作用下，管腔内的氧透过膜壁上的微孔进入液相。具体步骤可分为三步：氧由气相主体通过气相边界层到达膜表面；氧从气相边界层通过膜达到液相边界层；氧通过液相边界层进入液相主体。由于膜孔的直径非常小，将气压控制在泡点以内，将不产生肉眼可见的气泡。在无泡供氧中，氧直接以分子状态扩散进入液体，氧传递效率极高。
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，它将一束中空纤维管密封与透明的有机材料外壳中，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。
现在已有的中空纤维型反应器使用时存在一定的缺陷，该反应器中，纤维密集排列，传输氧气的效率不高，营养和氧气的交换受到限制，细胞的活性不高。而且已有反应器多为泡式供氧，这种供氧方式存在供氧效率低以及易染菌等缺点而使人工肝***中细胞培养存活率受到一定的影响。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种无泡供氧式生物人工肝细胞培养装置，能够提高传氧效率，不产生无泡沫，降低供气的无菌程度要求，减少动力消耗，提高细胞活性，还可以把生化反应中产生有害气体从液相中洗涤出来，有利于生化反应的进行。
为实现上述目的，本实用新型提出了一种无泡供氧式生物人工肝细胞培养装置，包括生物人工肝反应器外壳和位于外壳内部的中空纤维膜管，所述生物人工肝反应器外壳上部设有血液进口，下部设有血液和培养液出口，上端设有氧气进口，下端设有净化血液出口，所述中空纤维膜管分布有两束，其中一束中空纤维膜管上端与氧气进口相连，另一束中空纤维膜管下端与净化血液出口相连。
作为优选，所述中空纤维膜管的膜壁上的微孔直径为0.01～0.05um，氧气以分子状态穿过，不产生气泡。
本实用新型的有益效果：采用中空纤维膜管供氧，提高了传氧效率，提高了细胞的活性，加强了营养和氧气的交换效率，在供气时无产生无泡沫，降低了供气的无菌程度要求，减少了动力消耗，还可以把生化反应中产生有害气体从液相中洗涤出来，有利于生化反应的进行。
附图说明
图1为本实用新型一种无泡供氧式生物人工肝细胞培养装置的截面图。
图2为本实用新型一种无泡供氧式生物人工肝细胞培养装置的俯视图。
具体实施方式
本实用新型的特征及优点将通过实施例结合附图进行详细说明。
如图1、2所示，一种无泡供氧式生物人工肝细胞培养装置，包括生物人工肝反应器外壳1和位于外壳内部的中空纤维膜管2，所述生物人工肝反应器外壳1上部设有血液进口3，下部设有血液和培养液出口4，上端设有氧气进口5，下端设有净化血液出口6，所述中空纤维膜管2分布有两束，其中一束中空纤维膜管2上端与氧气进口5相连，另一束中空纤维膜管2下端与净化血液出口6相连，所述中空纤维膜管2的膜壁上的微孔直径为0.01～0.05um，所述生物人工肝反应器外壳1内设有一段封闭区域，工作时，在氧气进口5处通入加压空气或连续通入纯氧，空气或氧气进入中空纤维膜管2的管腔中，培养液在中空纤维膜管2外流动，保持气体压力低于泡点，在中空纤维膜管2的膜两侧氧分压差的推动下中空纤维膜管2的管腔内的氧透过膜壁或膜壁上的微孔直接扩散进入中空纤维膜管2外的血液中，用以供给细胞培养。血液和培养液从血液进口3进入物人工肝反应器外壳1中，在中空纤维膜管2外流动，在中空纤维膜管2的膜表面与肝细胞进行物质交换，净化后的血液从中空纤维膜管2的管腔中流出后进入净化血液出口6，中空纤维膜管2的管腔外的血液和营养液循环进入生物人工肝***，进一步与膜表面细胞进行作用。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (2)
1.一种无泡供氧式生物人工肝细胞培养装置，包括生物人工肝反应器外壳和位于外壳内部的中空纤维膜管，所述生物人工肝反应器外壳上部设有血液进口，下部设有血液和培养液出口，上端设有氧气进口，下端设有净化血液出口，其特征在于：所述中空纤维膜管分布有两束，其中一束中空纤维膜管上端与氧气进口相连，另一束中空纤维膜管下端与净化血液出口相连。
2.如权利要求1所述一种无泡供氧式生物人工肝细胞培养装置，其特征在于：所述中空纤维膜管的膜壁上的微孔直径为0.01～0.05um。
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|---|---|---|---|---|
| CN111704998A (zh) * | 2020-07-14 | 2020-09-25 | 兰州大学第一医院 | 一种竖置板恒流式生物人工肝反应器 |
| CN113166695A (zh) * | 2018-10-10 | 2021-07-23 | 勃林格殷格翰国际公司 | 用于高密度生物反应器培养中的膜气体转移的方法 |
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