四合一式生物人工肝在線監(jiān)測(cè)與恒溫加熱一體系統(tǒng)技術(shù)方案

本發(fā)明專利技術(shù)公開了四合一式生物人工肝在線監(jiān)測(cè)與恒溫加熱一體系統(tǒng)，包括順序相連的血液輸入口、血泵、動(dòng)脈壺、四合一生物反應(yīng)器、靜脈壺和血液回輸口；四合一生物反應(yīng)器包括恒溫水箱及置于其內(nèi)部的三合一生物反應(yīng)器；三合一生物反應(yīng)器包括腔體及設(shè)置在腔體內(nèi)的第一隔板和第二隔板；第一隔板和第二隔板將腔體分隔為從左到右的三個(gè)獨(dú)立空間，依次為血漿分離器、氧合器和反應(yīng)器；恒溫水箱包括水箱殼及設(shè)于水箱殼上的熱水入口和熱水出口。本發(fā)明專利技術(shù)的有益效果是：血液進(jìn)入血漿分離器后，血漿依次進(jìn)入氧合器和反應(yīng)器，減少不必要的管路；能為細(xì)胞提供適宜代謝環(huán)境，保障細(xì)胞活性；提高有效細(xì)胞填充體積，保證細(xì)胞橫向分布均勻。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)屬于生物人工肝
，尤其涉及一種四合一式生物人工肝在線監(jiān)測(cè)與恒溫加熱一體系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
我國(guó)是世界上肝病最嚴(yán)重的國(guó)家，每年肝衰竭新發(fā)病人數(shù)超過100萬，其中約50％肝功衰竭患者因得不到有效治療而死亡。目前肝移植為治愈肝衰竭最有效的治療手段，但由于肝臟來源困難，等待時(shí)間長(zhǎng)，或根本沒有機(jī)會(huì)得到供肝，絕大多數(shù)病人根本沒有生存機(jī)會(huì)。因此，急需人工肝系統(tǒng)維持病人生命，等待肝移植機(jī)會(huì)，或病人自身肝恢復(fù)的機(jī)會(huì)。生物人工肝支持系統(tǒng)，主要利用具有肝臟代謝功能的細(xì)胞群，對(duì)肝衰竭患者血液進(jìn)行凈化，實(shí)現(xiàn)體外肝臟支持的功能，為肝臟再生或者等待肝臟移植贏得寶貴時(shí)間，具有重要臨床應(yīng)用價(jià)值。現(xiàn)有的生物人工肝系統(tǒng)結(jié)構(gòu)大同小異，生物人工肝反應(yīng)器為整個(gè)系統(tǒng)的核心部分，為細(xì)胞群提供充足的氧氣、適當(dāng)?shù)臓I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)及適宜的pH環(huán)境，使細(xì)胞能夠最大限度的發(fā)揮其生物活性，為實(shí)現(xiàn)高效的肝功能表達(dá)水平提供保障。目前，已用于臨床試驗(yàn)或治療的生物人工肝支持系統(tǒng)主要包括血漿分離器，氧合器及生物反應(yīng)器三部分。病人血液導(dǎo)出體外后，首先經(jīng)血漿分離器將血漿及血細(xì)胞分離；分離出的血漿經(jīng)氧合器負(fù)荷足夠氧后進(jìn)入生物反應(yīng)器；在生物反應(yīng)器中細(xì)胞群以血漿為基本營(yíng)養(yǎng)進(jìn)行物質(zhì)代謝及交換；去除生物毒素后的血漿再與血漿分離器分離出血細(xì)胞混合，回輸至患者體內(nèi)，實(shí)現(xiàn)體外人工肝支持功能。血漿分離器，氧合器及生物反應(yīng)器三部分成本較高，操作較繁瑣，有待進(jìn)一步優(yōu)化。且目前已有的生物人工肝反應(yīng)器只是利用增溫器進(jìn)行增溫，并不能對(duì)生物人工肝反應(yīng)器進(jìn)行恒溫加熱，加熱不穩(wěn)定，影響生物人工肝反應(yīng)器的效率。并且，目前常用生物人工肝反應(yīng)器為中空纖維型反應(yīng)器，該反應(yīng)器中纖維管排列緊密，纖維管間容積較小，中心部位不易裝載入細(xì)胞，易造成細(xì)胞分布不均，導(dǎo)致系統(tǒng)解毒性能降低，且細(xì)胞在纖維管上貼壁生長(zhǎng)時(shí)易堵塞纖維管膜壁微孔，影響纖維管內(nèi)外的物質(zhì)交換，不利于肝細(xì)胞的功能與活力的長(zhǎng)期有效維持而嚴(yán)重影響治療效果。理想的生物人工肝系統(tǒng)應(yīng)具備以下特點(diǎn)：系統(tǒng)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便；能為細(xì)胞提供適宜代謝環(huán)境包括適宜的溶氧和pH值，保障細(xì)胞活性；灌注的細(xì)胞分布均勻，肝細(xì)胞的生長(zhǎng)密度及活性高，細(xì)胞能與血漿充分接觸進(jìn)行物質(zhì)交換；能對(duì)反應(yīng)器進(jìn)行恒溫加熱且加熱穩(wěn)定均勻，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔，操作便捷。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種四合一式生物人工肝在線監(jiān)測(cè)與恒溫加熱一體系統(tǒng)，通過重構(gòu)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)血漿分離器、氧合器、加熱器及常規(guī)生物反應(yīng)器四合為一；實(shí)現(xiàn)pH調(diào)控、恒溫加熱、細(xì)胞均勻分布并進(jìn)行充分的物質(zhì)交換，簡(jiǎn)化操作，提高肝細(xì)胞的生長(zhǎng)密度及活性。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)所設(shè)計(jì)的四合一式生物人工肝在線監(jiān)測(cè)與恒溫加熱一體系統(tǒng)，包括順序相連的血液輸入口、血泵、動(dòng)脈壺、四合一生物反應(yīng)器、靜脈壺和血液回輸口；所述四合一生物反應(yīng)器四合一式生物人工肝在線監(jiān)測(cè)與恒溫加熱一體系統(tǒng)包括恒溫水箱及置于其內(nèi)部的三合一生物反應(yīng)器；所述三合一生物反應(yīng)器包括腔體及設(shè)置在所述腔體內(nèi)的第一隔板和第二隔板；第一隔板和第二隔板將所述腔體分隔為從左到右的三個(gè)獨(dú)立空間，依次為血漿分離器、氧合器和反應(yīng)器；所述血漿分離器與所述氧合器通過器室連接管從外側(cè)將兩者內(nèi)腔連通，所述器室連接管上設(shè)有分離泵；所述反應(yīng)器與所述氧合器通過第二隔板上開設(shè)的連通孔將兩者內(nèi)腔連通；位于所述血漿分離器處的左側(cè)腔體上端設(shè)有血液/預(yù)充液入口，下端設(shè)有血細(xì)胞出口，所述血液/預(yù)充液入口和血細(xì)胞出口之間以設(shè)于所述血漿分離器的內(nèi)部的中空纖維束連通；位于所述氧合器處的中間部分的腔體上端設(shè)有氧氣/二氧化碳入口，所述氧合器的內(nèi)部設(shè)有與所述氧氣/二氧化碳入口相連通的透氣纖維膜管；位于所述反應(yīng)器處的右側(cè)腔體上設(shè)有營(yíng)養(yǎng)液/肝細(xì)胞懸浮液入口、營(yíng)養(yǎng)液/肝細(xì)胞懸浮液出口及血漿/預(yù)充液出口，所述連通孔和血漿/預(yù)充液出口以設(shè)于所述反應(yīng)器的內(nèi)部的中空纖維膜管連通；所述恒溫水箱包括水箱殼及設(shè)于所述水箱殼上的熱水入口和熱水出口；所述水箱殼包裹住所述三合一生物反應(yīng)器，所述水箱殼上還開設(shè)有多個(gè)用于三合一生物反應(yīng)器上各個(gè)出入口穿出的孔洞，且所述三合一生物反應(yīng)器上各個(gè)出入口為管口，其管口外壁與所述孔洞的內(nèi)壁密封連接；所述血液/預(yù)充液入口與動(dòng)脈壺的出口相連，所述血漿/預(yù)充液出口與血細(xì)胞出口一并與所述靜脈壺的入口相連。進(jìn)一步地，所述器室連接管的進(jìn)液口端位于所述血漿分離器的側(cè)壁下端，出液口端位于所述氧合器的下端；所述連通孔位于第二隔板的上端。再進(jìn)一步地，所述氧合器內(nèi)部沿其橫截面方向還設(shè)有用于阻隔血漿/預(yù)充液的密封支架板，所述密封支架板位于連通孔的上方；所述密封支架板上開設(shè)有多個(gè)小孔，所述透氣纖維膜管的上端卡設(shè)在小孔內(nèi)，且通過密封支架板與氧合器內(nèi)腔頂部形成的空間，與氧氣/二氧化碳入口相連通。上述再進(jìn)一步方案的有益效果是：通過密封支架板將透氣纖維膜管固定于氧合器內(nèi)，既可以保證氧氣/二氧化碳入口與透氣纖維膜管連通，氣體不受阻隔，又能起到阻隔血漿/預(yù)充液的作用。優(yōu)選地，所述血漿分離器內(nèi)部沿其橫截面方向還設(shè)有兩個(gè)用于阻隔細(xì)胞及液體通過的聚氨酯樹脂支架板，兩個(gè)聚氨酯樹脂支架板分別位于血漿分離器上下兩端且與血漿分離器端部?jī)?nèi)腔保持距離，所述聚氨酯樹脂支架板上開設(shè)有多個(gè)通孔，所述中空纖維束的兩端分別卡設(shè)于不同聚氨酯樹脂支架板的通孔內(nèi)，所述器室連接管的進(jìn)液口端位于兩個(gè)聚氨酯樹脂支架板之間。設(shè)置聚氨酯樹脂支架板可以實(shí)現(xiàn)中空纖維束在血漿分離器內(nèi)部均勻分布的目的，而不是將中空纖維束的端部全部塞入血液/預(yù)充液入口和血細(xì)胞出口。進(jìn)一步地，所述反應(yīng)器內(nèi)部沿其橫截面方向還設(shè)有兩個(gè)用于阻隔細(xì)胞及液體通過的聚氨酯樹脂支架片，兩個(gè)聚氨酯樹脂支架片分別位于反應(yīng)器上下兩端且與反應(yīng)器端部?jī)?nèi)腔保持距離，聚氨酯樹脂支架片上開設(shè)有多個(gè)通孔，所述中空纖維膜管的兩端分別卡設(shè)于不同聚氨酯樹脂支架片的通孔內(nèi)，所述連通孔位于聚氨酯樹脂支架片的上方，營(yíng)養(yǎng)液/肝細(xì)胞懸浮液入口和營(yíng)養(yǎng)液/肝細(xì)胞懸浮液出口位于兩個(gè)聚氨酯樹脂支架片之間。設(shè)置聚氨酯樹脂支架片可以實(shí)現(xiàn)中空纖維膜管在反應(yīng)器內(nèi)部均勻分布的目的?？蛇x地，位于所述血漿分離器處的左側(cè)腔體在兩個(gè)所述聚氨酯樹脂支架板之間還設(shè)有與血漿分離器內(nèi)腔連通的血漿分離器備用加樣入口和血漿分離器加樣出口；所述氧合器的下端設(shè)有氧合器加樣出口；所述器室連接管的進(jìn)液口端與所述血漿分離器加樣出口連通；所述器室連接管的出液口端與所述氧合器加樣出口連通。進(jìn)一步地，所述血漿/預(yù)充液出口設(shè)有聚醚砜過濾膜、聚乙烯過濾膜或聚乙烯乙烯醇過濾膜，其膜厚為100μm±25μm，膜孔徑為0.5μm±0.1μm。再進(jìn)一步地，所述一體系統(tǒng)還包括用于連續(xù)在線監(jiān)測(cè)生化指標(biāo)的生化監(jiān)測(cè)裝置，所述生化監(jiān)測(cè)裝置包括監(jiān)測(cè)控系統(tǒng)、信號(hào)反饋系統(tǒng)及與所述監(jiān)測(cè)控系統(tǒng)電信號(hào)連接的上游理生化指標(biāo)探測(cè)頭和下游理生化指標(biāo)探測(cè)頭；所述上游理生化指標(biāo)探測(cè)頭設(shè)于所述血液輸入口處，所述下游理生化指標(biāo)探測(cè)頭設(shè)于所述血液回輸口處。更進(jìn)一步地，所述動(dòng)脈壺上、靜脈壺上、血泵與血液輸入口之間分別設(shè)有用于添加藥物或液體的支管；所述血泵與動(dòng)脈壺之間設(shè)有用于注入肝素的肝素支管；所述靜脈壺與所述血液回輸口之間還設(shè)有用于監(jiān)測(cè)管路中是否有空氣的空氣監(jiān)測(cè)裝置；所述動(dòng)脈壺與所述四合一生物反應(yīng)器之間還設(shè)有用于加熱進(jìn)入所述恒溫水箱內(nèi)熱水的加熱系統(tǒng)和用于調(diào)節(jié)水溫的本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種四合一式生物人工肝在線監(jiān)測(cè)與恒溫加熱一體系統(tǒng)，其特征在于：包括順序相連的血液輸入口(24)、血泵(3)、動(dòng)脈壺(4)、四合一生物反應(yīng)器(5)、靜脈壺(6)和血液回輸口(7)；所述四合一生物反應(yīng)器(5)包括恒溫水箱(2)及置于其內(nèi)部的三合一生物反應(yīng)器(1)；所述三合一生物反應(yīng)器(1)包括腔體(1.4)及設(shè)置在所述腔體(1.4)內(nèi)的第一隔板(1.5)和第二隔板(1.6)；第一隔板(1.5)和第二隔板(1.6)將所述腔體(1.4)分隔為從左到右的三個(gè)獨(dú)立空間，依次為血漿分離器(1.1)、氧合器(1.2)和反應(yīng)器(1.3)；所述血漿分離器(1.1)與所述氧合器(1.2)通過器室連接管(11)從外側(cè)將兩者內(nèi)腔連通，所述器室連接管(11)上設(shè)有分離泵(25)；所述反應(yīng)器(1.3)與所述氧合器(1.2)通過第二隔板(1.6)上開設(shè)的連通孔(12)將兩者內(nèi)腔連通；位于所述血漿分離器(1.1)處的左側(cè)腔體(1.4)上端設(shè)有血液/預(yù)充液入口(1.1.1)，下端設(shè)有血細(xì)胞出口(1.1.2)，所述血液/預(yù)充液入口(1.1.1)和血細(xì)胞出口(1.1.2)之間以設(shè)于所述血漿分離器(1.1)的內(nèi)部的中空纖維束(8)連通；位于所述氧合器(1.2)處的中間部分的腔體(1.4)上端設(shè)有氧氣/二氧化碳入口(1.2.1)，所述氧合器(1.2)的內(nèi)部設(shè)有與所述氧氣/二氧化碳入口(1.2.1)相連通的透氣纖維膜管(9)；位于所述反應(yīng)器(1.3)處的右側(cè)腔體(1.4)上設(shè)有營(yíng)養(yǎng)液/肝細(xì)胞懸浮液入口(1.3.1)、營(yíng)養(yǎng)液/肝細(xì)胞懸浮液出口(1.3.2)及血漿/預(yù)充液出口(1.3.3)，所述連通孔(12)和血漿/預(yù)充液出口(1.3.3)以設(shè)于所述反應(yīng)器(1.3)的內(nèi)部的中空纖維膜管(10)連通；所述恒溫水箱(2)包括水箱殼(2.1)及設(shè)于所述水箱殼(2.1)上的熱水入口(2.2)和熱水出口(2.3)；所述水箱殼(2.1)包裹住所述三合一生物反應(yīng)器(1)，所述水箱殼(2.1)上還開設(shè)有多個(gè)用于三合一生物反應(yīng)器(1)上各個(gè)出入口穿出的孔洞(2.1.1)，且所述三合一生物反應(yīng)器(1)上各個(gè)出入口為管口，其管口外壁與所述孔洞(2.1.1)的內(nèi)壁密封連接；所述血液/預(yù)充液入口(1.1.1)與動(dòng)脈壺(4)的出口相連，所述血漿/預(yù)充液出口(1.3.3)與血細(xì)胞出口(1.1.2)一并與所述靜脈壺(6)的入口相連。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種四合一式生物人工肝在線監(jiān)測(cè)與恒溫加熱一體系統(tǒng)，其特征在于：包括順序相連的血液輸入口(24)、血泵(3)、動(dòng)脈壺(4)、四合一生物反應(yīng)器(5)、靜脈壺(6)和血液回輸口(7)；所述四合一生物反應(yīng)器(5)包括恒溫水箱(2)及置于其內(nèi)部的三合一生物反應(yīng)器(1)；所述三合一生物反應(yīng)器(1)包括腔體(1.4)及設(shè)置在所述腔體(1.4)內(nèi)的第一隔板(1.5)和第二隔板(1.6)；第一隔板(1.5)和第二隔板(1.6)將所述腔體(1.4)分隔為從左到右的三個(gè)獨(dú)立空間，依次為血漿分離器(1.1)、氧合器(1.2)和反應(yīng)器(1.3)；所述血漿分離器(1.1)與所述氧合器(1.2)通過器室連接管(11)從外側(cè)將兩者內(nèi)腔連通，所述器室連接管(11)上設(shè)有分離泵(25)；所述反應(yīng)器(1.3)與所述氧合器(1.2)通過第二隔板(1.6)上開設(shè)的連通孔(12)將兩者內(nèi)腔連通；位于所述血漿分離器(1.1)處的左側(cè)腔體(1.4)上端設(shè)有血液/預(yù)充液入口(1.1.1)，下端設(shè)有血細(xì)胞出口(1.1.2)，所述血液/預(yù)充液入口(1.1.1)和血細(xì)胞出口(1.1.2)之間以設(shè)于所述血漿分離器(1.1)的內(nèi)部的中空纖維束(8)連通；位于所述氧合器(1.2)處的中間部分的腔體(1.4)上端設(shè)有氧氣/二氧化碳入口(1.2.1)，所述氧合器(1.2)的內(nèi)部設(shè)有與所述氧氣/二氧化碳入口(1.2.1)相連通的透氣纖維膜管(9)；位于所述反應(yīng)器(1.3)處的右側(cè)腔體(1.4)上設(shè)有營(yíng)養(yǎng)液/肝細(xì)胞懸浮液入口(1.3.1)、營(yíng)養(yǎng)液/肝細(xì)胞懸浮液出口(1.3.2)及血漿/預(yù)充液出口(1.3.3)，所述連通孔(12)和血漿/預(yù)充液出口(1.3.3)以設(shè)于所述反應(yīng)器(1.3)的內(nèi)部的中空纖維膜管(10)連通；所述恒溫水箱(2)包括水箱殼(2.1)及設(shè)于所述水箱殼(2.1)上的熱水入口(2.2)和熱水出口(2.3)；所述水箱殼(2.1)包裹住所述三合一生物反應(yīng)器(1)，所述水箱殼(2.1)上還開設(shè)有多個(gè)用于三合一生物反應(yīng)器(1)上各個(gè)出入口穿出的孔洞(2.1.1)，且所述三合一生物反應(yīng)器(1)上各個(gè)出入口為管口，其管口外壁與所述孔洞(2.1.1)的內(nèi)壁密封連接；所述血液/預(yù)充液入口(1.1.1)與動(dòng)脈壺(4)的出口相連，所述血漿/預(yù)充液出口(1.3.3)與血細(xì)胞出口(1.1.2)一并與所述靜脈壺(6)的入口相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四合一式生物人工肝在線監(jiān)測(cè)與恒溫加熱一體系統(tǒng)，其特征在于：所述器室連接管(11)的進(jìn)液口端位于所述血漿分離器(1.1)的側(cè)壁下端，出液口端位于所述氧合器(1.2)的下端；所述連通孔(12)位于第二隔板(1.6)的上端。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的四合一式生物人工肝在線監(jiān)測(cè)與恒溫加熱一體系統(tǒng)，其特征在于：所述氧合器(1.2)內(nèi)部沿其橫截面方向還設(shè)有用于阻隔血漿/預(yù)充液的密封支架板(21)，所述密封支架板(21)位于連通孔(12)的上方；所述密封支架板(21)上開設(shè)有多個(gè)小孔，所述透氣纖維膜管(9)的上端卡設(shè)在小孔內(nèi)，且通過密封支架板(21)與氧合器(1.2)內(nèi)腔頂部形成的空間，與氧氣/二氧化碳入口(1.2.1)相連通。4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的四合一式生物人工肝在線監(jiān)測(cè)與恒溫加熱一體系統(tǒng)，其特征在于：所述血漿分離器(1.1)內(nèi)部沿其橫截面方向還設(shè)有兩個(gè)用于阻隔細(xì)胞及液體通過的...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：周平，劉路，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：武漢仝干醫(yī)療科技股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：湖北;42