生物人工肝支持系统中溶解氧控制问题的研究进展

生物人工肝支持系统借助体外的机械、生化装置,清除患者体内积蓄的各种有害物质,补充有利于肝细胞再生的必需物质,改善内环境,暂时替代患者病肝的部分功能,为肝衰竭患者过渡到自身肝细胞再生或肝移植赢得宝贵的时间.在生物人工肝支持系统(BALSS)中,生物反应器是整套系统的核心.对生物反应器中多参数如溶解氧(DO)、pH和温度的有效控制是保障肝细胞生长和功能发挥的基础,其中溶解氧对细胞生长尤为重要.文中对反应器中增加溶解氧浓度的方法、溶解氧的检测和溶解氧的控制算法进行了综述,并介绍了适用于生物人工肝溶解氧控制的自适应预测算法.     

由猪肝细胞组成的人工肝支持系统的安全性问题

生物人工肝是近年国内外治疗重型肝炎及肝脏功能衰竭的新方法及研究热点。该方法是用体外培养的动物或人肝细胞暂时代替衰竭的肝脏，以期渡过衰竭期。由于猪的解剖，生理特点与人类，而且用于基因操作非常稳定，因此猪包括转基因猪是最可能用于供体的动物。使用猪源性人工肝支持系统（XLSS）主要的缺陷有：（1）受体抗猪肝细胞的免疫反应；（2）猪肝细胞的生理功能及代替人肝脏的能力有限；（3）可能感染人畜共患疾病；（4）生命伦理学问题。本主要介绍目前XLSS应用中争论的焦点。     

生物人工肝中肝细胞来源及培养的新进展

肝细胞的活性是生物人工肝成功的关键，而良好的细胞来源及培养是肝细胞活性的保证。近年来，生物型人工肝中肝细胞来源及培养有了很大的进展。其中。肝细胞来源的研究主要表现在原代肝细胞，人肝癌细胞，传代及转化的肝细胞等方面，肝细胞培养的研究集中在培养方式，培养条件，培养时间及所需肝细胞数量等方面。这些研究解决了许多理论和实践上的问题，促进了生物人工肝的发展。     

用于生物人工肝的肝细胞组织化培养

肝细胞是生物人工肝支持系统的核心。组织化培养的肝细胞具有比常规培养肝细胞更好的功能。本就近年来肝细胞组织化培养的发展作一综述，并归纳了肝细胞组织化研究的发展方向。     

生物人工肝中肝细胞来源及培养的新进展

肝细胞的活性是生物人工肝成功的关键 ,而良好的细胞来源及培养是肝细胞活性的保证。近年来 ,生物型人工肝中肝细胞来源及培养有了很大的进展。其中 ,肝细胞来源的研究主要表现在原代肝细胞、人肝癌细胞、传代及转化的肝细胞等方面。肝细胞培养的研究集中在培养方式、培养条件、培养时间及所需肝细胞数量等方面。这些研究解决了许多理论和实践上的问题 ,促进了生物人工肝的发展     

用于生物人工肝的肝细胞组织化培养

肝细胞是生物人工肝支持系统的核心。组织化培养的肝细胞具有比常规培养肝细胞更好的功能。本文就近年来肝细胞组织化培养的发展作一综述 ,并归纳了肝细胞组织化研究的发展方向     

培养于TECA型生物人工肝的猪肝细胞生物转化功能的测定

了解培养于TECA型生物人工肝(BALSS)中猪肝细胞活性和生物转化功能的变化.将新鲜分离的特种猪肝细胞培养于TECA-BALSS的生物反应器中,通过BALSS中空纤维管膜与含盐酸利多卡因的RPMI-1640培养液进行6h交叉灌流.对照组BALSS内无猪肝细胞.采用胎盘蓝染色法测定肝细胞活率.用高压液相法测定利多卡因浓度.结果显示:猪肝细胞在TECA-BALSS中培养6h时,其细胞活率达89.7%;随着交叉灌流时间的增加,其体液环路中的盐酸利多卡因浓度逐步下降,6h时的转化率达80%,显著高于无肝细胞对照组的转化率2.5%(P＜0.01).这表明采用TECA-BALSS可大量的培养猪肝细胞,不仅肝细胞能维持较高的存活率,并能发挥肝细胞的生物转化功能.     

新型生物人工肝支持系统的控制与实现

本研究阐述了生物型人工肝支持系统中用于肝细胞培养的生物反应器的控制原理和工程实现.针对肝细胞生长过程中的各种特殊环境要求,设计了以关联控制为核心的控制算法,结合比例、积分、微分(PID)技术、预测控制、先进过程控制(APC)等方法,实现了对各种指标的稳定控制.实验中使用HepG2细胞连续培养60 h,温度(T)控制在37℃±0.2℃,溶解氧(DO)含量控制在95%±10%,酸碱度(pH)控制在7.3±0.2,用以验证生物反应器的实际效果.细胞在连续培养24 h和60 h时取样,经镜检并进行细胞计数.实验结果表明:细胞生长过程中的各项主要物理指标控制稳定,细胞在该反应器中生长状态良好,生长速度明显优于对照组.     

中空纤维生物反应器的构建及其体外灌流实验

设计原代培养的乳猪肝细胞构建生物反应器,并观察肝细胞生长特点,进行体外灌流实验。采用改良的原位胶原酶灌流法分离乳猪肝细胞及间质细胞,在中空纤维舱的纤维外间隙中共培养,并间断旋转抑制细胞贴壁。用该生物反应器建立人工肝系统,对肝硬化病人的腹水进行体外灌流实验。结果表明,乳猪原代肝细胞平均产量为(6.29±0.37)×108细胞,肝细胞的活性为84%;在纤维外间隙内间断转动培养3 h后肝细胞聚合成球。电镜可见,多个肝细胞聚合成团生长,培养的肝细胞有功能性结合,并向组织型转化。测定中空纤维舱内连续48 h培养液尿素浓度,证实肝细胞聚合体有很好的尿素合成功能。体外灌流后,生物反应器组腹水总胆红素下降,A ST升高,与对照组相比有显著性差异。生物反应器组葡萄糖浓度下降,对照组无显著变化,两组间有显著性差异。通过本组实验,证实了我们设计的生物反应器所构成的生物型人工肝(BAL)是有效的。     

中国人肝细胞系1运用于生物人工肝的生物代谢功能

背景：前期研究发现,中国人肝细胞系1细胞分化程度高且生物代谢功能良好, 并且中国人肝细胞系1细胞组织学上来源于正常肝组织,较其他来源于肿瘤源性的肝细胞系更为安全。 目的：探讨中国人肝细胞系中国人肝细胞系1细胞在混合型生物人工肝中的生物代谢功能。 方法：15只食蟹猴随机分成对照组(n=5)和治疗组(n=10),均建立急性肝功能衰竭模型,治疗组接受以全接触灌流型生物反应器接种微载体微重力中国人肝细胞系1细胞建立的人源细胞混合型生物人工肝进行治疗。 结果与结论：急性肝功能衰竭食蟹猴血清谷氨酸转氨酶、总胆红素、总胆汁酸、尿素氮、肌酐、血氨均明显上升,而白蛋白、Fischer指数则显著下降;人源细胞混合型生物人工肝治疗后,急性肝功能衰竭食蟹猴血清谷氨酸转氨酶、总胆红素、总胆汁酸、尿素氮、肌酐、血氨和白蛋白均恢复。提示中国人肝细胞系1细胞在混合型生物人工肝中生物代谢功能良好,表现出良好的肝特异性生物合成及生物代谢功能。     

肝细胞的低温保存及应用研究进展

随着生物人工肝和肝细胞移植研究的开展 ,对肝细胞的需求不断增加 ,迫切需要有效的肝细胞长期保存方法以促进其在临床上的应用。低温保存是目前保存肝细胞的重要方法 ,其影响因素较多 ,主要有低温保存肝细胞的形式冻存液的组成、降温、复温速度 ,复苏肝细胞的功能检测及应用范围等。本文对国内外该方面的最新进展进行综述     

pH shifts and precipitation associated with metal ions in tissue culture

Recently there has been interest in tests to assess the physiological response to surgical implant corrosion products. Both cell culturing in metal-bearing solutions and intramuscular injection of such solutions have been carried out. This paper examines the effects of the constraints of multicomponent equilibrium conditions on the characteristics of the solutions used in these biocompatibility tests. It is demonstrated that, unbuffered, they will have pH values shifted from neutral and that, in the buffered state, these solutions may contain both dissolved metal ions and insoluble hydroxides. The implications of these characteristics for the interpretation of the results of biocompatibility tests are discussed.     

Developmental changes of proteoglycan synthesis in rat liver and isolated hepatocytes

The synthesis of sulfated proteoglycans in late fetal (19th to 22nd day of intrauterine life), early postnatal, and adult liver tissue as well as in hepatocytes and their distribution in plasma membranes were studied. Overall proteoglycan production is enhanced two-fold in fetal as compared with adult liver tissue. In contrast to slices from adult liver, in which the synthesis of heparan [35S]-sulfate comprises more than 80% and chondroitin sulfate less than 5% of total glycosaminoglycans, chondroitin [35S]sulfate is the major type of glycosaminoglycans synthesized in fetal liver representing about 50% of total sulfated glycosaminoglycans. Thus, the synthesis of chondroitin sulfate is elevated nearly 30-fold in fetal liver as compared with the adult counterpart. Immediately after birth chondroitin sulfate formation decreases rapidly reaching adult levels between the 10th and 15th day of postnatal life. The production of heparan sulfate is almost unchanged during perinatal liver development due to a relatively low fractional synthesis of heparan [35S]sulfate in fetal liver. Hepatocytes were identified as the cell type responsible for elevated chondroitin sulfate production in fetal liver. Erythroblasts, which synthesize chondroitin sulfate, contribute less than 10% to total glycosaminoglycan synthesis in embryonic liver. Plasma membranes of adult liver contain exclusively heparan sulfate whereas in neonatal liver cell membranes 25% of labeled glycosaminoglycans is represented by chondroitin sulfate, a fraction which decreases rapidly after birth. In parallel to the postnatal shut down of chondroitin sulfate synthesis the activity of the UDPxylose:coreprotein xylosyltransferase (EC. 2.4.2.26) decreases from 4.8 +/- 0.5 dpm/h per microgram protein to 0.3 +/- 0.1 dpm/h per microgram protein suggesting a regulatory function of the enzyme for proteochondroitin sulfate synthesis in developing liver. The formation of both heparan sulfate and chondroitin sulfate is dependent on functioning protein synthesis, which indicates, together with double labeling experiments using [3H]serine and [14C]glucosamine as isotopic precursors, their synthesis as proteoglycans. The positive correlation (r = 0.949) between the incorporation of [3H]thymidine into DNA and chondroitin [35S]sulfate production supports the assumption of a cell growth promoting activity of chondroitin sulfate and points to a significant role of the glycosaminoglycan in the process of cellular proliferation and tissue differentiation.