人工臟器人工肝概要.ppt

第三章 人工臟器人工肝臟,人工肝臟,肝功能與 肝功能衰竭,肝臟是人體第二大器官， 又是人體最大的制造工 廠和化學(xué)加工廠。,肝臟的主要功能為：,把糖和脂肪變成蛋白質(zhì)，又能用蛋白質(zhì)和脂肪來制造肝糖；把由腸管的管壁吸收攝取的各種營養(yǎng)素送到肝臟來，肝細(xì)胞就把這些營養(yǎng)素轉(zhuǎn)換，變?yōu)樯眢w各器官組織所需要的物質(zhì)或成分，讓各器官組織來利用。 儲(chǔ)存小腸吸收的葡萄糖。血糖一下降，肝臟就把儲(chǔ)存在肝臟的肝糖變成葡萄糖，送進(jìn)血液中。,2、肝臟制造血液中很多重要的蛋白質(zhì)。例如和血液凝固有關(guān)的重要蛋白質(zhì)凝血因子也是由肝臟制造的。所以肝病末期的人，一但出血，不容易止血。 3、制造膽汁 肝臟每天要制造半公升到一公升的膽汁，然后儲(chǔ)藏在膽囊里。當(dāng)我們吃進(jìn)脂肪時(shí)，膽囊會(huì)收縮，釋放膽汁進(jìn)入消化道，乳化脂肪，弄碎脂肪油珠，讓脂肪容易和消化A接觸，以利吸收。又因?yàn)槟懼菈A性的，所以能中和從胃部來的食糜中的酸性。,4、維生素的倉庫 除了維生素B和C，其它維他命A、D、E、K都儲(chǔ)存在肝臟里。這些維生素都溶于脂肪，因此能與脂肪物質(zhì)一起為身體所吸收。膽汁在小腸里把脂肪連同維生素，分解成懸浮狀顆粒，由腸壁吸收，經(jīng)過淋巴管進(jìn)入血液中，維系人體活力健康。,5.解毒中心 我們吃進(jìn)來的食物或藥物，所產(chǎn)生的各種有毒物質(zhì)，都在肝臟中，由肝細(xì)胞將它們轉(zhuǎn)變成無毒物質(zhì)后，再經(jīng)由尿液或膽汁排出體外。 6.排泄轉(zhuǎn)化站 肝臟也參與血液成份的調(diào)節(jié)。肝臟把衰老紅血球所釋放出來的血紅素，加工后變成膽紅素，排入膽汁中，再排出體外。,如果肝臟受到損害，往往會(huì)引起肝功能衰竭。肝功能衰竭是指由于肝實(shí)質(zhì)細(xì)胞（簡稱肝細(xì)胞）功能障礙而引起的一種綜合癥，包括黃疸、低蛋白血癥、高氨血癥、出血、腎功能不全、代謝紊亂以至昏迷等臨床表現(xiàn)。 由于肝功能衰竭患者的大部分肝細(xì)胞發(fā)生變性壞死，肝臟解毒、分泌、合成及轉(zhuǎn)化等功能受到嚴(yán)重影響，以致毒性物質(zhì)累積。,肝功能衰竭,肝功能衰竭患者的病情一般呈進(jìn)行性加重，很快可危及生命。用藥物治療的效果很不理想。 據(jù)國外統(tǒng)計(jì)：急性肝功能衰竭病人出現(xiàn)級(jí)肝昏迷，如僅依靠一般對(duì)癥治療，其死亡率達(dá)80；而患者年齡在65歲以上者死亡率可達(dá)100。, 人工肝臟,1. 分類,2. 非生物型人工肝臟,血液透析、血液過濾、血液灌流等,3. 生物型人工肝臟,將同種或異種的全肝、肝組織片、培養(yǎng)肝細(xì)胞、肝細(xì)胞粒、或肝細(xì)胞酶與生物材料結(jié)合組成的體外裝置。,4. 混合型人工肝,將生物反應(yīng)器與血液透析、血液灌流等偏重于解毒的裝置結(jié)合起來，代替肝臟解毒、合成及生物轉(zhuǎn)化等功能的綜合裝置,原位肝移植(原位肝移植是指將病肝完全摘除，然后用供體(已死亡者)的健康肝臟植入并使之成活，以代替原來的肝臟) 盡管內(nèi)科支持治療水平不斷提高，急、慢性肝功能衰竭患者死亡率仍高達(dá)80。原位肝移植是業(yè)已證明的最有效的治療急、慢性肝功能衰竭的有效手段，然而，供體的日益短缺、手術(shù)期成本高和手術(shù)復(fù)雜，使絕大多數(shù)患者得不到最有效的治療。 人工肝臟的設(shè)想 半個(gè)世紀(jì)前,醫(yī)學(xué)家們即提出了人工肝臟的設(shè)想，希望設(shè)計(jì)一種裝置可以代替人工肝的各項(xiàng)功能。,人工肝的發(fā)展,1、肝功能衰竭的治療,image of bioartificial liver,人工肝臟,2005年3月2427日在江蘇省蘇州市召開的第三屆國際暨全國肝衰竭與人工肝學(xué)術(shù)會(huì)議。在肝衰竭與人工肝進(jìn)展報(bào)告中指出：人工肝臟歷經(jīng)半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展已得到了長足的發(fā)展，已經(jīng)成為治療肝衰竭的重要臨床手段。 人工肝臟，又稱人工肝臟支持治療系統(tǒng)（artificial liver support system , 簡稱為 ALSS）。,人工肝臟是借助體外機(jī)械、化學(xué)或生物性裝置，暫時(shí)部分替代肝臟功能，從而協(xié)助治療肝臟功能不全或相關(guān)疾病的方法。 人工肝臟能擔(dān)負(fù)起暫時(shí)輔助或代替嚴(yán)重病變的肝臟的功能，清除各種毒性物質(zhì)，代償肝臟的代謝功能，直至自體肝臟恢復(fù)或等待肝臟移植。,肝衰竭患者肝中的主要毒性物質(zhì),accumulation of liver toxins (such as bilirubin, bile acid, digoxin-like immunoreactive substances, indoles, phenols,mercaptans, endogeneous benzodiazepines, aromatic amino acids, ammonia, and lactate) will further impair patients cardiovascular, renal and cerebral functions. digoxin-like immunoreactive：異羥洋地黃毒苷(地高辛）樣免疫反應(yīng)性物質(zhì) Mercaptans：二甲苯基硫醇 endogeneous benzodiazepines：內(nèi)源性苯二氮卓類,2、ALSS主要分為非生物型、生物型和 混合型人工肝臟等三個(gè)主要類型,非生物型人工肝臟 非生物型人工肝臟由于技術(shù)成熟，療效確切，逐漸成為治療肝衰竭的常規(guī)手段。隨著材料與技術(shù)的不斷進(jìn)步，血液凈化效果不斷提高，成為體外人工肝支持的重要方法，可單獨(dú)或與生物型人工肝聯(lián)合組成混合型人工肝用于肝衰竭的臨床治療。非生物型人工肝臟的進(jìn)展主要是方法的改進(jìn)和新型材料和技術(shù)的開發(fā)。,非生物型人工肝最近迅速發(fā)展的是血液透析吸附（hemodiasorption HAD）。HAD是血液透析和血液吸附的組合，使血液凈化效率明顯提高。 人工肝臟支持治療系統(tǒng)應(yīng)用于肝移植術(shù)前，能有效的改善患者的內(nèi)環(huán)境紊亂，改善患者的一般情況，使之更好地耐受手術(shù)； 人工肝臟支持治療系統(tǒng)應(yīng)用于肝移植術(shù)后，能幫助患者度過原發(fā)性移植肝無功能、移植肝排斥反應(yīng)、肝移植術(shù)后合并多器官功能衰竭等諸多難關(guān)，給移植肝恢復(fù)功能創(chuàng)造良好條件。,血液灌流（hemoperfusion）是血液吸附類非生物型人工肝的一種，對(duì)中分子毒素物質(zhì)如膽紅素、膽汁酸等清除效果好。 血漿置換有其局限性，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)與其他人工肝支持療法有機(jī)的結(jié)合起來方能達(dá)到更好的療效。 目前生物型和/或混合型人工肝尚停留在臨床試驗(yàn)階段，因此當(dāng)前臨床應(yīng)用的仍然是非生物型人工肝。,血液灌流 （hemoperfusion，HP）,血液灌流的確切含義是血液吸附，即溶解在血液的物質(zhì)被吸附到具有豐富表面積的固態(tài)物質(zhì)上藉以從血液中清除毒物。 血液灌流設(shè)備主要由血液灌注機(jī)、附件（動(dòng)脈和靜脈管路等）及血液灌流器組成。常用的灌流器有兩種：一類是活性炭，一類是合成樹脂。,血液灌流器,血液灌流,活性炭血液灌流,活性炭主要由椰子殼為原料制成，其他還有木材、骨骼等。 活性炭與血液直接接觸會(huì)引起血液有形成分如紅細(xì)胞、白細(xì)胞及血小板的破壞，同時(shí)有炭微粒脫落引起的臟器血管微栓塞的危險(xiǎn)。 1970年加拿大學(xué)者張明瑞應(yīng)用白蛋白火棉膠半透膜包裹活性炭制成的活性炭微囊進(jìn)行血液灌流，既提高了活性炭的血液相容性，又有效地防止了炭顆粒脫落。,常用的微囊材料,常用的微囊材料有： 火棉膠（硝化纖維素 ）、白蛋白火棉膠 丙烯酸水凝膠 聚甲基丙烯酸羥乙基酯 甲基丙烯酸、聚乙烯醇縮丁醛 醋酸纖維素、醋酸纖維素丙烯酸水凝膠 尼龍、明膠等。,活性炭血液灌流的優(yōu)缺點(diǎn),活性炭能有效吸附分子量為5000道爾頓以內(nèi)的中小分子水溶性物質(zhì)，如硫醇、r氨基丁酸和游離脂肪酸等； 不能有效的吸附血氨，對(duì)與白蛋白結(jié)合的毒素吸附能力也很差。 活性炭為非特異性的吸附劑，所以除了毒性物質(zhì)被清除外，也清除一些肝細(xì)胞生長因子和激素。,吸附樹脂血液灌流,吸附樹脂是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高分子聚合物，包括中性、陰陽離子交換樹脂。臨床上應(yīng)用較多的是吸附樹脂，它們的比表面在500m2/g左右。 吸附樹脂的吸附能力略遜于活性炭，但對(duì)各種親脂性及帶有疏水基團(tuán)的物質(zhì)如膽汁酸、膽紅素、游離脂肪酸及酰胺等吸附率較大。吸附樹脂對(duì)內(nèi)毒素和細(xì)胞因子有較好清除的作用，能有選擇性的和內(nèi)毒素結(jié)合，使患者的中毒癥狀顯著改善。,血漿置換是將急性肝功能患者的血液抽出來，用血漿分離器分離成血漿和血細(xì)胞后，棄去血漿，而把血細(xì)胞與正常人的血漿混合成全血后，再輸回患者體內(nèi)，以達(dá)到清除致病介質(zhì)的治療目的。 目前多采用膜式分離器進(jìn)行分離，膜式血漿分離器是用高分子聚合物制成的空心纖維型或平板型濾器，器孔可準(zhǔn)許血漿濾過，但能阻擋所有的細(xì)胞成分。,血漿置換(plasma exchange),PE,Polypropylene membrane. Hollow fiber plasma filter,血漿置換(plasma exchange),PE,plasma exchange,Comparison of liver function pre- and post-therapy of plasma exchange(重型肝炎),ALT 丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶,TB 總膽紅素,DB 直接膽紅素,TSP 總血清蛋白,AST 門冬氨酸氨基移換酶,分子吸附再循環(huán)系統(tǒng),(molecular adsorbent recirculating system,MARS),MARS由德國發(fā)明，于近年來用于臨床。,組成: MARS-FLUX透析器 、 dia-FLUX透析器和活性炭吸附柱 樹脂交換柱 分子吸附再循環(huán)系統(tǒng)包括三個(gè)循環(huán)： MARS-FLUX透析循環(huán) (the MARS-FLUX dialysis circuit ) 白蛋白循環(huán) (the albumin circuit ) dia-FLUX透析循環(huán)(血液循環(huán)) (the dia-FLUX dialysis circuit ),分子吸附再循環(huán)系統(tǒng)（molecular adsorbent recirculating system，MARS）是一種新的人工肝臟支持系統(tǒng)。它不同于既往的血液透析、血漿置換和血液灌流支持系統(tǒng)，對(duì)急、慢性肝功能衰竭及其并發(fā)癥有顯著療效。國外自1993年研制出MARS到2000年臨床應(yīng)用，2001年在我國亦開展了此項(xiàng)新技術(shù)治療。,分子吸附再循環(huán)系統(tǒng)治療重型 肝炎療效及影響因素分析,各種原因引起的重型肝炎肝功能衰竭時(shí)，由于肝臟的解毒功能明顯降低，導(dǎo)致大量的有毒物質(zhì)在體內(nèi)沉積，包括蛋白結(jié)合毒素、水溶性毒素和各種代謝物等，導(dǎo)致肝臟進(jìn)一步受損，使心、腦、腎等臟器和系統(tǒng)功能衰竭，水、電解質(zhì)紊亂，病死率高，一直是臨床治療的一大難題。如何清除患者體內(nèi)積蓄的病理成分，保護(hù)殘留的正常肝細(xì)胞，促進(jìn)肝細(xì)胞的再生，是治療重型肝炎的關(guān)鍵.,由于絕大多數(shù)肝臟毒素分子為脂溶性和蛋白結(jié)合毒素，常規(guī)的血液透析和血液濾過難以清除。分子吸附再循環(huán)系統(tǒng)（）是一種新型人工肝，它是以白蛋白透析原理清除患者體內(nèi)的蛋白結(jié)合毒素和小分子水溶性物質(zhì)。有資料顯示,人工肝可以有效降低急性肝功能衰竭患者的高膽紅素血癥，保持機(jī)體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定，降低病死亡率.,討論,Schematic drawing of (MARS),Molecular Adsorbents Recirculating System,MARS Flux 透析器膜一側(cè)與含毒素的血液接觸，另一側(cè)為1020的白蛋白透析液。血液中的白蛋白結(jié)合毒素及水溶性毒素通過MARS膜轉(zhuǎn)運(yùn)到白蛋白透析液的循環(huán)回路中，透析液中白蛋白以配位體結(jié)合轉(zhuǎn)運(yùn)的蛋白結(jié)合毒素，通過活性炭吸附和陰離子交換吸附被清除，白蛋白透析液得以再生和循環(huán)應(yīng)用；同時(shí)水溶性小分子物質(zhì)，如尿素、尿酸、肌酐等通過透析回路被清除。,MARS工作原理,MARS運(yùn)行方法,(1)患者準(zhǔn)備： 判定患者的肝功能狀態(tài)（ MARS治療前后分別采集血樣，測定肝腎功能、電解質(zhì)、血常規(guī)、血氨和血?dú)夥治觯?檢測患者的凝血酶原時(shí)間，做深靜脈（頸靜脈或股靜脈）置管。 用德國MARS人工肝支持系統(tǒng)。,(2)透析液組成： 用碳酸鹽透析液，由A液和B液組成。 A液：生理鹽水與5%葡萄糖混合液，比例為5:1，按一定比例加入鉀、鎂、鈣離子，按患者血清電解質(zhì)水平作相應(yīng)調(diào)整； B液：4%碳酸氫鈉 A液和B液同步輸入。,(3)參數(shù)設(shè)置： 循環(huán)血流量為150ml/min， 循環(huán)白蛋白（20%）流量為150ml/min；透析液流量為75ml/min(若采取循環(huán)方式，則為150200ml/min，2h更換一次透析液) 治療時(shí)間為6h。 (4)藥物使用：治療期間，100mg肝素持續(xù)靜滴抗凝，保持凝血時(shí)間在160190s之間。,肝功能的變化（x-s）,與治療前比較(vs before treatment)： * t2.163，P0.05， * t值分別是2.729、2.516，P0.01,凝血酶原活動(dòng)度和血氨改變（x-s）,與治療前比較(vs before treatment)： * t值分別是1.728、2.174，P0.05,Percent change in the plasma concentration of bilirubin after a 6-h treatment with hemodiafiltration (HDF) or MARS.,Percent change in the plasma concentration of bile acids after a 6-h treatment with HDF or MARS,Percent change in the plasma concentration of short- and middle-chain fatty acids after a 6-h treatment with HDF or MARS,MARS的優(yōu)點(diǎn),能持續(xù)清除脂溶性、水溶性及與白蛋白結(jié)合的大、中、小分子量的毒素，同時(shí)對(duì)水電解質(zhì)和酸堿失衡有較好調(diào)節(jié)作用。且蛋白質(zhì)、血漿不與活性炭及陰離子樹脂接觸，不會(huì)發(fā)生凝血因子和蛋白質(zhì)的吸附和破壞，不會(huì)丟失肝細(xì)胞生長因子及其他營養(yǎng)成分，具有血液動(dòng)力學(xué)的穩(wěn)定。 MARS人工肝主要用于改善重型肝炎肝性腦病的腦功能、改善血液動(dòng)力學(xué)及肝臟的合成功能，對(duì)于肝腎綜合征有較好的治療效果。,生物人工肝 Bioartificial Liver,生物人工肝支持系統(tǒng) Bioartificial Liver Support System (BLSS),核心技術(shù)：是細(xì)胞分離、培養(yǎng)和中空纖維技術(shù)的提高與發(fā)展，形成與人類肝臟最為接近的生物人工肝。,人工培養(yǎng)的肝細(xì)胞為基礎(chǔ)的體外生物反應(yīng)器,方法：將培養(yǎng)的動(dòng)物肝細(xì)胞置于由無數(shù)根高分子纖維管組成的生物反應(yīng)器中，在患者的血液流經(jīng)生物反應(yīng)器時(shí)，動(dòng)物肝細(xì)胞合成的蛋白、酶通過纖維半透膜進(jìn)入人的血液，替代病肝發(fā)揮解毒、代謝、合成等作用，促進(jìn)患者肝功能的改善和恢復(fù)。,血液是流動(dòng)在心臟和血管內(nèi)的不透明紅色液體，主要成分為血漿、血細(xì)胞。屬于結(jié)締組織，即生命系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)層次。 血漿相當(dāng)于結(jié)締組織的細(xì)胞間質(zhì)。是血液的重要組成分，呈淡黃色液體（因含有膽紅素） 血清：血液凝固后,在血漿中除去纖維蛋白分離出的淡黃色透明液體,尤指含有特異性免疫體(如抗毒素或凝集素)的免疫血清(抗菌素血清),美國明尼蘇達(dá)州Excorp Medical公司和匹茲堡大學(xué)(Thomas E. Starzl 移植研究所等)共同研發(fā)Bioartificial Liver Support System (BLSS)。其生物反應(yīng)器中的中空纖維膜可以截留10萬Da物質(zhì)，容納100g豬肝細(xì)胞。包含血泵、熱交換，氧合器，壓力和流量報(bào)警。治療持續(xù)12小時(shí)。他們1995年開始基礎(chǔ)和動(dòng)物研究。,Bioartificial Liver,BLSS(人工肝支持系統(tǒng))工作原理,當(dāng)病人血液通過“人工肝”的中空纖維膜后，含有內(nèi)毒素、高膽紅素以及其他病變因子的血漿就被自動(dòng)分離、丟棄，處理過的健康血漿輸送給病人，同時(shí)補(bǔ)充生物活性物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、凝血因子等。,組織工程人工肝,將體外培養(yǎng)擴(kuò)增的正常組織細(xì)胞，吸附于一種生物相容性良好并可被機(jī)體吸收的生物材料上形成復(fù)合物，將細(xì)胞-生物材料復(fù)合物植入機(jī)體組織、器官的病損部位，細(xì)胞在生物材料逐漸被機(jī)體降解吸收的過程中形成新的在形態(tài)和功能方面與相應(yīng)器官、組織相一致的組織，而達(dá)到修復(fù)創(chuàng)傷和重建功能的目的。,基本原理和方法,目 標(biāo) 研制活的生物組織代用品，如肝臟，軟骨，皮膚等 方 法 采集特定組織（如關(guān)節(jié)軟骨）的個(gè)體細(xì)胞 分離、培養(yǎng) 移植于細(xì)胞載體材料上 （細(xì)胞生長支架材料） 培養(yǎng) 細(xì)胞組織功能恢復(fù) 繼續(xù)培育 形成新的功能組織,將采集特定組織的個(gè)體細(xì)胞在模擬體內(nèi)環(huán)境的體外條件下進(jìn)行孵育培養(yǎng)，使細(xì)胞存活、生長和擴(kuò)增。然后將在體外培養(yǎng)的具有一定濃度的細(xì)胞種植到具有一定空間結(jié)構(gòu)的三維支架材料上，進(jìn)一步培養(yǎng)，通過細(xì)胞之間的相互黏附、生長、繁殖、分泌細(xì)胞外基質(zhì)，形成具有一定結(jié)構(gòu)和功能的組織工程人造組織。,在上面的細(xì)胞采集分離，支架材料，培養(yǎng)三個(gè)程序中，前兩個(gè)最為重 要。如生物人工肝，最理想的肝細(xì)胞是人類正常肝細(xì)胞，但其來源，保存和轉(zhuǎn)運(yùn)困難，限制了其應(yīng)用。而胚胎肝細(xì)胞，特別是較大月齡胎肝分離出來的肝細(xì)胞也很好，但也不易獲得。因而動(dòng)物來源的肝細(xì)胞，如豬肝細(xì)胞，是目前的主要來源。但其中也存在諸多問題。,生物人工肝的缺點(diǎn),一是使用體外培養(yǎng)的異種異源肝細(xì)胞可能引起的異體排斥反應(yīng)，并可能有潛在的人畜共患疾病及致癌的危險(xiǎn).,由動(dòng)物傳播而來的疾病。接受治療的患者多免疫功能低下，沒有抗種屬交叉感染的能力，為致病原直接傳播給人創(chuàng)造了良好的環(huán)境。,在“非典“流行之后，人們更加重視人畜共患疾病。人們擔(dān)心， 豬體內(nèi)存在的豬逆轉(zhuǎn)錄病毒有可能通過豬細(xì)胞來源的人工肝生物反應(yīng)器的半透膜進(jìn)入人體。,二是體外培養(yǎng)細(xì)胞替代自然肝臟的能力有限，而且受肝細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)、大規(guī)模生產(chǎn)、保存和運(yùn)輸?shù)纳锊牧舷拗疲股锶斯じ蔚呐R床推廣受到一定限制.,三是肝衰竭患者體內(nèi)積累的大量代謝產(chǎn)物及毒性物質(zhì)難以在有限的交換中由培養(yǎng)肝細(xì)胞解毒，反過來還可能對(duì)培養(yǎng)肝細(xì)胞的存活及生物學(xué)功能產(chǎn)生不利影響.,細(xì)胞生長支架材料,細(xì)胞生長支架材料是再造人體器官的物質(zhì)基礎(chǔ)，是該項(xiàng)技術(shù)的關(guān)鍵。采集分離的細(xì)胞自身不可能形成組織，它們需要特殊的環(huán)境，通常包括細(xì)胞生長所需要的臨時(shí)的支架材料（supporting materials）.這種三維支架材料常常模擬其自然對(duì)應(yīng)物體內(nèi)的細(xì)胞外基質(zhì)（ extracellular matrix,ECM ）,構(gòu)成細(xì)胞外基質(zhì)的大分子種類繁多，可大致歸納為四大類：膠原、非膠原糖蛋白、氨基聚糖與蛋白聚糖、以及彈性蛋白,圖10 細(xì)胞外基質(zhì)的成分,ECM及其功能,生物相容性好、可被人體降解吸收的組織工程支架材料稱為ECM 。其功能是為細(xì)胞提供生存空間，使細(xì)胞獲足夠的營養(yǎng)物質(zhì)，進(jìn)行氣體交換，并使細(xì)胞按預(yù)制形態(tài)的三維支架生長。在細(xì)胞和生物材料的復(fù)合體植入機(jī)體病損部位后，生物支架被降解吸收，但種植的細(xì)胞繼續(xù)增殖繁殖，形成新的具有原來特殊功能和形態(tài)的相應(yīng)組織器官。,細(xì)胞生長支架材料基本要求 比表面積大，以能黏附大量細(xì)胞； 空隙率高，以使細(xì)胞生長及形成 有足夠空間； 內(nèi)部有均勻分布和相互聯(lián)通的孔 結(jié)構(gòu)，利于形成三維有機(jī)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)； 可塑性,能加工成所需的厚度和形狀； 良好的生物相容性； 良好的機(jī)械強(qiáng)度,細(xì)胞生長支架材料種類,天然可降解高分子材料來源于生物體，能保證足夠的細(xì)胞親和性和組織親和性，并能最終降解為多糖或氨基酸并被機(jī)體吸收，是組織工程支架材料發(fā)展的一個(gè)重要方向。,天然可降解高分子材料,該類材料包括膠原、明膠、纖維素、甲殼素、殼聚糖、海藻酸鹽、氨基葡聚糖、瓊脂和脂質(zhì)體。 缺點(diǎn)：力學(xué)性能差，難于滿足組織構(gòu)建的一些要求。,殼聚糖 是目前研究最多的多糖類天然高分子。其結(jié)構(gòu)如下：,制 備：從蟹殼等天然燃料中提取精制而成。 基本性能：具有優(yōu)異的生物相容性，無毒副作用，植入引起的生物組織反應(yīng)性小，可被組織中的酶緩慢吸收. 用 途：手術(shù)縫合線，人工皮膚等。,人工合成可降解高分子材料,有聚乳酸、聚羥基乙酸、聚氨基酸、聚己內(nèi)酯、聚酸酐等。 該類材料降解速度和強(qiáng)度可以調(diào)節(jié)，易構(gòu)建高孔隙率三維支架，但材料本身對(duì)細(xì)胞親和力弱，往往需要引入適量能促進(jìn)細(xì)胞黏附和增殖的活性基團(tuán)、生長因子或黏附因子等。,無機(jī)材料,羥基磷灰石(HA)、磷酸鈣、p一磷酸三鈣(TCP)。 它們具有較高的壓縮強(qiáng)度、耐磨性和化學(xué)穩(wěn)定性，并可在生物體內(nèi)發(fā)生降解，被新生骨組織吸收和替代，是骨組織支架常使用的材料。但存在多孔體強(qiáng)度較差、加工困難、形成的支架孔隙率低、脆性大等缺點(diǎn)，應(yīng)用時(shí)常和有機(jī)高分子聚合物材料復(fù)合,復(fù)合材料,利用天然可降解高分子材料，與具有一定力學(xué)強(qiáng)度的無毒、可降解的合成高分子材料復(fù)合，有望制備出更理想的支架材料。 膠原-聚乳酸 膠原-羥基磷灰石 殼聚糖-聚羥基酸 膠原-殼聚糖 殼聚糖-明膠、膠原一透明質(zhì)酸 膠原-聚丙交酯(PLA) 丙交酯-乙交酯的共聚物(PLGA),肝反應(yīng)器,對(duì)于急性肝衰竭， 目前的支持系統(tǒng)無法完 成除了移去毒性代謝物以外的其他復(fù)雜的 肝代謝功能，應(yīng)用生長在高分子材料上的 活的肝細(xì)胞所制造的肝反應(yīng)器有望解決這 一問題.,PLGA(聚乳酸-羥基乙酸共聚物)支架的構(gòu)建,薄膜：PLGA溶解于氯仿中，聚合物濃度p為10，澆鑄成膜，試樣尺寸10 mm x 10 mm x 0.5mill，真空干燥備用。 多孔支架：將過篩的NaC1顆粒(125 200m)加人到PLGA的氯仿溶液中(m(NaC1)：m(PLGA)：8：1)，共混物經(jīng)超聲波分散后，澆鑄成膜，溶劑揮發(fā)48 h，殘留溶劑真空除去。再經(jīng)低熱模壓成直徑為13 mm、厚度為(40-4-05) 的圓片。圓片置于25蒸餾水中浸泡72 h，每6 h換一