研究背景生物型人工肝是指将具有生物活性的肝细胞成份在体外与生物反应器相结合,既能够降低肝衰竭患者血浆中的毒性物质,又可以实现肝脏的合成、分泌等功能,能够临时代替衰竭的肝脏功能,使需要进行肝脏移植的患者能够获得更充足的时间等待供肝或者为病人肝细胞的再生赢得时间。世界上多个国家的研究中心对生物型人工肝脏的研究如火如荼,目前已经相继推出多种类型的生物人工肝支持系统,并逐步完成动物实验和各级临床试验研究,其疗效各有裨益。然而,我国的生物型人工肝研究相对滞后,核心技术如：生物反应器制造多依赖于国外。因此,研制具有自主知识产权的生物人工肝装置迫在眉睫。经过多年的不懈努力,本研究中心在生物型人工肝支持系统的细胞源及生物反应器两项核心技术上均取得了较大突破。细胞源方面,目前已经成功构建了HepLL、HepLi4等多株人源永生化肝细胞株。在生物反应器方面,本研究小组已研制出具有自主知识产权的微囊漏斗形流化床式生物反应器,并成功获得国家发明专利授权。在此基础上,我们尝试以微囊漏斗形流化床式生物反应器为核心,组建新型生物型人工肝系统。以微囊包裹新鲜分离的原代猪肝细胞为细胞源,通过静脉注射D-氨基半乳糖诱导的实验小型猪肝衰竭模型,对新型生物人工肝装置的安全性及疗效进行初步评价。第一部分构建以漏斗形流化床式生物反应器为核心的新型生物人工肝系统目的：以具有自主知识产权的微囊漏斗形流化床式生物反应器为核心,组建新型生物人工肝支持系统,以健康的中国实验小型猪为动物模型对其体外循环的可行性和稳定性做初步评估。方法：新型生物人工肝系统由两个循环回路组成。第一个是血浆分离循环回路(通过商品化人工肝治疗仪实现),包括：动脉泵、肝素泵、血浆分离器、分离泵、返浆泵及相应循环管路,目的在于分离血浆成份,输送到下一个循环回路并且将与肝细胞物质交换后的血浆返输回体内。生物反应器循环回路,包括：储液池、循环泵、氧合器、生物反应器、溶氧监测仪等装置,该循环路径中的蠕动泵速度快于返浆泵,因此能够实现血浆在储液池与生物反应器之间的多次反复循环,延长血浆与微囊细胞的接触时间,提高反应器效率,该循环相关设备均置于一温控的生物反应箱内。系统连接完毕后,以健康的小型猪为模型,在生物反应器内装入300毫升空微囊,通过8个小时的体外循环,观察系统运行情况以及实验动物的一般状况。结果：新组建的生物型人工肝系统,在健康小型猪的体外循环过程中运行稳定,各部件未见凝血出现,实验动物能够耐受体外循环过程,无明显不良反应出现。结论:我们以微囊漏斗形流化床式生物反应器为核心组建的新型生物人工肝系统运行稳定,能够用于进-步的动物实验研究。第二部分新型生物人工肝支持系统在急性肝衰竭小型猪模型中的疗效评价目的:无麻醉条件下建立中国实验小型猪急性肝衰竭模型;生物反应器内装入微囊包裹的原代猪肝细胞,通过对急性肝衰竭小型猪的治疗对新型生物人工肝支持系统的疗效及安全性进行初步评价。方法:无麻醉条件下,通过静脉注射D-氨基半乳糖1.59/Kg,诱导小型猪急性肝衰竭模型。四部灌流法分离原代猪肝细胞,-步法制备海藻酸钠-壳聚糖肝细胞微囊装入漏斗形流化床式反应器内用于急性肝衰竭动物的治疗。30头急性肝衰竭猪分以下三组:1)肝衰竭对照组:不予任何治疗,只观察-般状况及生存时间。2)假治疗对照组:实验动物接入人工肝治疗系统,但反应器内装入空微囊。)3人工肝治疗组:实验动物接人人工肝系统,生物反应器内装入微囊原代肝细胞。新型生物人工肝系统体外循环治疗6小时。监测治疗过程中实验动物及系统的-般情况,留取治疗前、后的血液标本,送生化检测转氨酶、蛋白、胆红素、胆酸、血氨、乳酸、血糖等指标,记录实验动物生存时间。同时,比较治疗前后微囊完整性、机械强度以及微囊肝细胞活性及功能改变情况。结果：静脉注射D-氨基半乳糖后实验动物逐渐出现厌食、烦躁等症状,。生物人工肝治疗过程稳定,实验动物未出现明显不良反应。与两个对照组相比,新型生物人工肝治疗能够明显降低血清乳酸浓度,稳定血糖及氨基酸水平,实验动物生存时间分别延长18.1小时、18.3小时,差异有统计学意义。微囊机械强度、完整性以及细胞活性、安定代谢能力在灌流前后无显著性差异。结论：静脉注射D-氨基半乳糖能够成功诱导中国实验小型猪急性肝衰竭。新型生物人工肝支持系统能够改善肝衰竭小型猪的血液生化指标,延长生存时间,可以为临床肝衰竭提供有效的治疗选择。