灌注生物反应器、灌注器件、人造肝脏系统及相关方法技术方案

一种灌注生物反应器和灌注器件。每个灌注器件具有网状结构，和在该网状结构中设置的封装器官组织(EOT)。该EOT具有主体，主体的厚度由该主体的第一表面和该主体的第二表面之间限定。该主体具有至少一个从第一表面和第二表面中之一延伸至主体中以接收其中流体的通道。所述至少一个通道具有选择以使溶质从该流体中扩散出来并且进入该主体的直径。灌注器件彼此相邻地布置，并沿着该生物反应器的长度彼此间隔开以接收流体，并将该流体灌注到每个灌注器件的EOT和其中的至少一个通道。还公开了处理血浆的方法和人工肝脏系统。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】灌注生物反应器、灌注器件、人造肝脏系统及相关方法相关申请的引证本申请要求享有2018年5月22日提交的美国临时专利申请号62/674,696的优先权，该临时专利申请的全部内容通过引用结合于本文中。
本申请总体上涉及器官置换疗法，并且更具体而言，涉及用于执行器官置换疗法的反应器、器件和系统。
技术介绍
急性肝衰竭(ALF)的特征在于，在没有预先存在的肝病的患者中，严重的肝脏损伤后的肝功能突降。急性肝衰竭的标准治疗方法是肝移植，肝移植应在症状发作后的几天内进行，以避免进展为多器官衰竭。肝移植困难，危险且不能广泛获得。肝脏的再生能力在文献中有充分记载。由于ALF患者通常在受伤前没有任何基础疾病，因此，如果能够在肝脏再生所需的时间内如用体外(extracorporeal)系统替代肝功能，则有可能避免约80％的移植。一些治疗肝衰竭的体外系统是无细胞肝支持系统，其基于用于纯化血液的分子吸附和白蛋白透析。该系统通常与血液透析结合使用，以去除水溶性溶质。然而，临床试验表明标准疗法与某些批准的体外系统在患者生存率方面并无显著差异。一些基于细胞的透析系统正在研究中。人类肝细胞的使用受到了青睐，因为它规避了异种肝细胞使用相关的不良影响。然而，人类肝细胞的可用性有限，难以培养，并且某些肝细胞的肝特异性功能已经证实会随时间迅速下降。某些器件的另一个局限性是患者血液与体外肝细胞之间的物质交换有限。
技术实现思路
本公开提供了一种灌注生物反应器，其包括：壳体，具有在壳体入口和壳体出口之间限定的长度，该壳体具有界定设置于壳体入口和壳体出口之间并与其流体连通的壳体内腔的内表面；和灌注器件，设置于该壳体的内腔中，每个灌注器件包括：网状结构，由该壳体的内表面支撑，该网状结构具有与第二壁间隔开以限定内部网状空腔的第一壁，该网状结构的第一和第二壁每个均具有在其中以允许流体连通通过该网状结构的开口；和封装器官组织，设置于该网状结构的第一壁和第二壁之间的内部网状空腔中，该封装器官组织具有至少一个至少部分被生物相容性的交联聚合物覆盖的类器官，该封装器官组织具有厚度由与所述网状结构的第一壁相邻的该主体第一表面和与所述网状结构的第二壁相邻的该主体第二表面之间限定的主体，该主体具有至少一个从第一表面和第二表面之一延伸进入该主体中以在其中接收流体的通道，所述至少一个通道具有经选择以将溶质从流体中扩散出来并进入该主体内的直径；该灌注器件布置于该壳体的内腔中，彼此相邻，并沿着该壳体的长度彼此间隔开，以接收从壳体入口传送到壳体出口的流体，并将该流体灌注到每个灌注器件的封装器官组织和其中的所述至少一个通道中。本公开提供了一种灌注器件，其包括：网状结构，具有与第二壁间隔开以限定内部网状空腔的第一壁，所述网状结构的第一和第二壁每个均具有在其中以允许流体连通通过所述网状结构的开口；和封装器官组织，设置于所述网状结构的第一壁和第二壁之间的内部网状空腔中，该封装器官组织具有至少一个至少部分被生物相容性的交联聚合物覆盖的类器官，该封装器官组织具有厚度由与所述网状结构的第一壁相邻的该主体第一表面和与所述网状结构的第二壁相邻的该主体第二表面之间限定的主体，该主体具有至少一个从第一表面和第二表面之一延伸进入该主体中以在其中接收流体的通道，所述至少一个通道具有经选择以将溶质从流体中扩散出来并进入该主体内的直径。本公开提供了一种人造肝脏系统，其包括：流体网络和使血浆循环通过该流体网络的泵；和与所述流体网络流体连通以接收来自其的血浆的灌注生物反应器，该灌注生物反应器包括：壳体，具有在所述壳体入口和壳体出口之间限定的长度，该壳体具有在所述壳体入口和壳体出口之间界定所述壳体内腔并与其流体连通的内表面，所述壳体入口接收血浆；和多个灌注器件，布置于所述壳体的内腔中，每个所述灌注器件包括：网状结构，由该壳体的所述内表面支撑，该网状结构具有与第二壁间隔开以限定内部网状空腔的第一壁，该网状结构的第一和第二壁每个均具有在其中以允许流体连通通过该网状结构的开口；和封装肝脏组织，设置于该网状结构的第一壁和第二壁之间的内部网状空腔中，该封装肝脏组织具有至少一个至少部分被生物相容性的交联聚合物覆盖的肝脏类器官，该封装肝脏组织具有厚度由与所述网状结构的第一壁相邻的该主体第一表面和与所述网状结构的第二壁相邻的该主体第二表面之间限定的主体，该主体具有至少一个从第一表面和第二表面之一延伸进入该主体中以在其中接收血浆的通道，所述至少一个通道具有经选择以将不希望的溶质从血浆中扩散出来并进入该主体内的直径；该灌注器件布置于该壳体的内腔中，彼此相邻，并沿着该壳体的长度彼此间隔开，以接收从壳体入口传送到壳体出口的血浆，并将血浆灌注到每个灌注器件的封装肝脏组织和其中的所述至少一个通道中。本公开提供了一种处理血浆的方法，包括：将血浆输送到形成于封装肝组织中的至少一个通道中，所述封装肝组织具有至少一个至少部分被生物相容性的交联聚合物覆盖的肝脏类器官，所述至少一个通道具有经过选择以将不希望的溶质从所述血浆中扩散出来并且进入所述封装肝脏组织中的直径。本公开提供一种制造灌注器件的方法，包括：提供至少一个至少部分被生物相容性的交联聚合物覆盖的肝脏类器官，所述至少一个至少部分被生物相容性的交联聚合物覆盖的肝脏类器官具有主体，至少一个通道延伸进入所述主体内，所述至少一个通道具有经选择以将溶质从流体中扩散出来并且进入所述主体内的直径；和将主体定位于网状结构的空腔内，以允许流体进入所述空腔和所述主体的至少一个通道中，并容许该流体离开所述空腔。附图说明现在参考附图，其中：图1A是灌注生物反应器的示意图；图1B是图1A的灌注生物反应器的壳体和灌注器件的示意图；图2A是图1B的灌注器件的网状结构的一部分的立体图；图2B是图2A的网状结构的另一部分的立体图；图3是用于图1B的灌注器件中的另一网状结构的立体图；图4显示了封装肝脏类器官并制造封装肝组织以用于图1B的灌注器件的过程；图5A是图1B的灌注器件之一的立体图；图5B是图5A所示的灌注器件的封装器官组织的侧视图(sideelevationalview)；图5C是图5A所示的灌注器件的封装器官组织的端视图(endview)；图5D是彼此相邻布置的图1B的两个灌注器件的封装器官组织的侧视图；图6是用于图1B的灌注器件中的另一封装器官组织的侧视图；图7是用于图1B的灌注器件中的另一封装器官组织的侧视图；图8是具有图1A的灌注生物反应器的人造肝脏系统的示意图；图9是具有图1A的灌注生物反应器的另一人造肝脏系统的示意图；图10是具有图1A的灌注生物反应器的另一人造肝脏系统的示意图；图11A是另一种灌注生物反应器的示意图；图11B是图11A的灌注生物反应器的内部支撑件的立体图；和图11C是带有灌注器件的图11B的内部支撑件的立体图。具体实施方式图1A图示说明了灌注生物反应器10。灌注生物反应器10是其本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种灌注生物反应器，包括：/n壳体，具有在壳体入口和壳体出口之间限定的长度，所述壳体具有界定设置于所述壳体入口和所述壳体出口之间并与其流体连通的所述壳体的内腔的内表面；和/n灌注器件，设置于所述壳体的内腔中，每个所述灌注器件包括：/n网状结构，由所述壳体的所述内表面支撑，所述网状结构具有与第二壁间隔开以限定内部网状空腔的第一壁，所述网状结构的每个第一壁和第二壁均在其中具有开口以允许通过所述网状结构流体连通；和/n封装器官组织，设置于所述网状结构的第一壁和第二壁之间的所述内部网状空腔中，所述封装器官组织具有至少部分被生物相容性交联聚合物覆盖的至少一个类器官，所述封装器官组织具有主体，所述主体的厚度由与所述网状结构的第一壁相邻的所述主体的第一表面和与所述网状结构的第二壁相邻的所述主体的第二表面之间限定，所述主体具有从所述第一表面和第二表面之一延伸进入所述主体以接收其中流体的至少一个通道，所述至少一个通道具有选择以将溶质从所述流体中扩散出来并进入所述主体的直径；/n所述灌注器件布置于所述壳体的内腔中，彼此相邻，并沿着所述壳体的长度彼此间隔开以接收从所述壳体入口输送到所述壳体出口的流体，并将所述流体灌注到每个灌注器件的封装器官组织和其中的所述至少一个通道中。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180522 US 62/674,6961.一种灌注生物反应器，包括：
壳体，具有在壳体入口和壳体出口之间限定的长度，所述壳体具有界定设置于所述壳体入口和所述壳体出口之间并与其流体连通的所述壳体的内腔的内表面；和
灌注器件，设置于所述壳体的内腔中，每个所述灌注器件包括：
网状结构，由所述壳体的所述内表面支撑，所述网状结构具有与第二壁间隔开以限定内部网状空腔的第一壁，所述网状结构的每个第一壁和第二壁均在其中具有开口以允许通过所述网状结构流体连通；和
封装器官组织，设置于所述网状结构的第一壁和第二壁之间的所述内部网状空腔中，所述封装器官组织具有至少部分被生物相容性交联聚合物覆盖的至少一个类器官，所述封装器官组织具有主体，所述主体的厚度由与所述网状结构的第一壁相邻的所述主体的第一表面和与所述网状结构的第二壁相邻的所述主体的第二表面之间限定，所述主体具有从所述第一表面和第二表面之一延伸进入所述主体以接收其中流体的至少一个通道，所述至少一个通道具有选择以将溶质从所述流体中扩散出来并进入所述主体的直径；
所述灌注器件布置于所述壳体的内腔中，彼此相邻，并沿着所述壳体的长度彼此间隔开以接收从所述壳体入口输送到所述壳体出口的流体，并将所述流体灌注到每个灌注器件的封装器官组织和其中的所述至少一个通道中。


2.根据权利要求1所述的灌注生物反应器，其中每个灌注器件的主体的所述至少一个通道延伸穿过所述第一表面和第二表面之间的主体。


3.根据权利要求2所述的灌注生物反应器，其中所述至少一个通道的长度基本上等于或大于所述主体的厚度。


4.根据权利要求2或3所述的灌注生物反应器，其中所述灌注器件之一的所述至少一个通道与紧邻的灌注器件的至少一个通道偏置，所述流体沿着邻近的灌注器件的通道之间的弯曲流动路径流动。


5.根据权利要求1所述的灌注生物反应器，其中所述主体的所述至少一个通道包括第一通道和至少另一个通道，所述第一通道延伸穿过所述第一表面和第二表面之间的主体，所述至少另一个通道从所述第一表面和第二表面之一的第一端至所述第一通道的主体内的第二端延伸进入所述主体，所述至少另一个通道与所述第一通道流体连通。


6.根据权利要求5所述的灌注生物反应器，其中所述第一通道的长度基本上等于或大于所述主体的厚度，并且所述至少另一个通道的长度小于或大于所述主体的厚度。


7.根据权利要求6所述的灌注生物反应器，其中所述至少另一个通道的长度大于所述主体的厚度。


8.根据权利要求1-7中任一项所述的灌注生物反应器，包括沿着所述壳体的长度间隔开的多个支撑件，每个灌注器件的网状结构可拆除地安装于所述支撑件之一上。


9.根据权利要求1-8中任一项所述的灌注生物反应器，其中所述壳体具有直立取向，所述灌注器件以相互上叠的堆叠方式被所述壳体支撑。


10.根据权利要求1-9中任一项所述的灌注生物反应器，其中所述至少一个通道的直径为150μm-750μm。


11.根据权利要求1-10中任一项所述的灌注生物反应器，其中所述封装器官组织的至少一个类器官包括多个肝脏类器官。


12.一种灌注器件，包括：
网状结构，具有与第二壁间隔开以限定内部网状空腔的第一壁，所述网状结构的每个所述第一壁和所述第二壁在其中均具有开口以允许通过所述网状结构流体连通；和
封装器官组织，设置于所述网状结构的第一壁和第二壁之间的内部网状空腔中，所述封装器官组织具有至少部分被生物相容性交联聚合物覆盖的至少一个类器官，所述封装器官组织具有主体，所述主体的厚度由与所述网状结构的第一壁相邻的所述主体的第一表面和与所述网状结构的第二壁相邻的所述主体的第二表面之间限定，所述主体具有从所述第一表面和第二表面之一延伸进入所述主体以接收其中流体的至少一个通道，所述至少一个通道具有选择以将溶质从所述流体中扩散出来并进入所述主体的直径。


13.根据权利要求12所述的灌注器件，其中每个灌注器件的主体的所述至少一个通道延伸穿过所述第一表面与第二表面之间的主体。


14.根据权利要求13所述的灌注器件，其中所述至少一个通道的长度基本上等于或大于所述主体的厚度。


15.根据权利要求12所述的灌注器件，其中所述主体的所述至少一个通道包括第一通道和至少另一个通道，所述第一通道延伸穿过所述第一表面和第二表面之间的主体，所述至少另一个通道从所述第一表面和第二表面之一的第一端至所述第一通道的主体内的第二端延伸进入所述主体，所述至少另一个通道与所述第一通道流体连通。


16.根据权利要求15所述的灌注器件，其中所述第一通道的长度基本上等于或大于所述主体的厚度，并且所述至少另一个通道的长度小于或大于所述主体的厚度。


17.根据权利要求16所述的灌注器件，其中所述至少另一个通道的长度大于所述主体的厚度。


18.根据权利要求1-17中任一项所述的灌注器件，其中所述至少一个通道的直径为150μm-750μm。


19.根据权利要求1-18中任一项所述的灌注器件，其中所述封装器官组织的至少一个类器官包括多个肝脏类器官。


20.一种人造肝脏系统，包括：
流体网络和使血浆循环通过所述流体网络的泵；和
与所述流体网络流体连通以接收来自其的血浆的灌注生物反应器，所述灌注生物反应器包括：
壳体，具有在壳体入口和壳体出口之间限定的长度，所述壳体具有界定在所述壳体入口和所述壳体出口之间并与其流体连通的所述壳体的内腔的内表面，所述壳体入口接收所述血浆；和
多个灌注器件，布置于所述壳体的内腔中，每个所述灌注器件包括：
网状结构，由所述壳体的所述内表面支撑，所述网状结构具有与第二壁间隔开以限定内部网状空腔的第一壁，所述网状结构的每个第一壁和第二壁在其中均具有开口以允许通过所...

【专利技术属性】
技术研发人员：拉杜·亚历山德鲁·保恩，沙瓦那·哈比卜，马西米利亚诺·帕加内利，克劳迪娅·拉吉，
申请(专利权)人：形态细胞科技公司，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA