【摘要】：目前,構(gòu)建適于肝細(xì)胞體外生長和功能維持的生物反應(yīng)器是生物人工肝研究的焦點(diǎn)。針對現(xiàn)有二維平板式和中空纖維反應(yīng)器存在的比表面積小、無法支持細(xì)胞三維生長、細(xì)胞易于脫落、細(xì)胞接種不均勻和物質(zhì)傳遞受限問題,需要研制適于肝細(xì)胞三維培養(yǎng)的支架,并用于生物人工肝反應(yīng)器的構(gòu)建。本研究首先考察基于商業(yè)化Fibra-Cel(FC)片狀纖維載體培養(yǎng)hiHep細(xì)胞并構(gòu)建生物人工肝反應(yīng)器的可行性。其次,研制N-乙酰乳糖胺或明膠改性的PET-Gal和PET-Gel纖維支架,表征改性后的PET纖維材料理化性質(zhì),并研究其對hiHep細(xì)胞生長和功能的影響。最后,構(gòu)建了基于優(yōu)化改性支架的填充床生物反應(yīng)器,并探究其對細(xì)胞粘附、生長和肝相關(guān)功能的影響。結(jié)果表明,采用商業(yè)化FC片狀纖維載體可以構(gòu)建用于支持hiHep細(xì)胞生長的灌注培養(yǎng)體系,在2 mL/min低速率下,hiHep細(xì)胞接種率高、增殖較快、白蛋白分泌以及肝特異性基因表達(dá)水平較高。通過N-乙酰乳糖胺和明膠修飾的PET纖維支架,改善了親水性、吸水率、纖維剛性和粗糙度等理化性質(zhì)。在15 d靜態(tài)培養(yǎng)條件下,PET-Gal和PET-Gel纖維支架均能促進(jìn)hiHep細(xì)胞的粘附和增殖,細(xì)胞分別增殖21.4倍和21.2倍。PET-Gal纖維支架較PET-Gel纖維支架能更好地維持hiHep細(xì)胞活力,白蛋白和尿素產(chǎn)生、Ⅰ相和Ⅱ相藥物代謝酶活力、膽鹽外排能力以及氨消除和膽紅素結(jié)合能力等肝特異功能得以提高。進(jìn)一步建立了基于PET-Gal纖維支架的填充床反應(yīng)器,在2 mL/min速率下,hiHep細(xì)胞接種率達(dá)(94.2±1.1)%,經(jīng)過10 d灌注培養(yǎng)后細(xì)胞密度達(dá)(81.7±5.2)×10~6 cells/cm~3;與PET纖維支架生物反應(yīng)器相比,PET-Gal纖維支架反應(yīng)器能更好地支持hiHep細(xì)胞粘附、增殖、均勻分布和活性,同時(shí)能更好地維持白蛋白和尿素的合成與分泌、Ⅰ相藥物代謝和氨消除等肝相關(guān)功能。研究結(jié)果可為將來進(jìn)一步構(gòu)建基于hiHep細(xì)胞和PET纖維支架的BAL反應(yīng)器提供依據(jù),同時(shí)也為新型BAL反應(yīng)器的設(shè)計(jì)和構(gòu)建提供思路。
【圖文】：

ＢＡＬ是一種新興的生物治療手段，主要包含三個(gè)功能單元：血漿分離單元、血元和解毒單元［１Ｑ］，如圖Ｕ所示。其中，載有功能肝細(xì)胞的生物反應(yīng)器是ＢＡＬ成部件，也是區(qū)別于非生物型人工肝的一大重要特點(diǎn)［１Ｕ２］。盡管當(dāng)下有很多商ＡＬ反應(yīng)器，但是均未能滿足臨床肝衰竭治療的目的［１３］。因此，提升生物反應(yīng)成為ＢＡＬ的研宄重點(diǎn)。逡逑

中空纖維管外側(cè)，而肝衰竭患者的血漿或培養(yǎng)基流經(jīng)纖維管內(nèi)腔，通過管孔與細(xì)胞接觸，逡逑從而實(shí)現(xiàn)雙向的物質(zhì)（例如，營養(yǎng)物質(zhì)、氧氣、細(xì)胞合成的白蛋白、血氨和膽紅素等）逡逑傳遞［｜５１，如圖１．２所示。逡逑Ｈｏｌｌｏｗ邋ｆｉｂｅｒ邋ｍｏｄｕｌｅ逡逑＾邐邐—：—？？？—＂：：：：－？：邋）■邋丨逡逑ｂｌｏｏｄ邋ｏｒ邋ｐｌａｓｍａ邐0９Ｕｓ逡逑—＿邐—＇）逡逑Ｈｏｌｌｏｗ邋ｆｉｂｅｒ逡逑圖１．２中空纖維型生物反應(yīng)器Ｍ逡逑Ｆｉｇ．邋１．２邋Ｈｏｌｌｏｗ邋ｆｉｂｅｒ邋ｂｉｏｒｅａｃｔｏｒ１１５］逡逑Ｓａｕｅｒ邋等［１６］建立了一種基于分子體外肝支持系統(tǒng)（Ｍｏｄｕｌａｒ邋ｅｘｔｒａｃｏｒｐｏｒｅａｌ邋ｌｉｖｅｒ邋ｓｕｐｐｏｒｔ，逡逑ＭＥＬＳ）和原代人肝細(xì)胞的ＢＡＬ裝置，用于肝衰竭患者的治療。結(jié)果顯示，經(jīng)過７９ｈ的逡逑治療，患者血漿中的總膽紅素和血氨含量分別下降了邋５２．１％和７７．３％。此外，經(jīng)過ＢＡＬ逡逑治療后，患者從ＩＶ級肝昏迷狀態(tài)緩解至Ｉ級可拔管狀態(tài)，其腎臟功能也有明顯的改善。逡逑２０１０年，Ｃｈｅｎ等丨１７１將人肝癌細(xì)胞系Ｃ３Ａ填充到生物人工肝輔助設(shè)備（Ｂｉｏａｒｔｉｆｉｃｉａｌ逡逑ｌｉｖｅｒａｓｓｉｓｔｄｅｖｉｃｅ，ＢＬＡＤ），構(gòu)建了一種中空纖維型生物反應(yīng)器，并評價(jià)了其代謝、合成、逡逑解毒和茜物代謝能力。結(jié)果表明，與對照組相比，血紅蛋白的補(bǔ)充促進(jìn)了氧氣的供應(yīng)，，逡逑顯著提高了生物反應(yīng)器中肝細(xì)胞的生長和肝特異性功能
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：R318.08;TQ342.87

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本文編號：2601584