CN118510392A - 体外器官支持系统 - Google Patents

Abstract

用于支持患者器官的系统(200)可以包括初级回路(212b)、次级回路(212a)和控制器(214)。初级回路可以包括被配置成连接至患者(54)的入口以及被配置成连接至患者的出口以及初级泵(206a)。次级回路可以连接至初级血液回路，并且可以包括：壳体(202)，其被配置成以血流支持壳体中的器官(50)；次级泵；气体输送单元(208)；以及次级传感器(238a)。控制器可以被配置成基于次级传感器信号来操作气体输送单元。器官可以是生物工程器官。在示例中，器官是肝脏，并且代替或支持患者的肝脏来工作以执行肝脏的功能。

Description

体外器官支持系统

优先权声明

本专利申请根据35U.S.C.119(e)要求Aleksandr Katane于2021年10月18日提交的标题为“EXTRACORPOREAL ORGAN SUPPORT SYSTEM”的美国专利申请序列号63/257,004的优先权的利益，该美国专利申请的全部内容通过引用并入本文。

背景技术

器官移植在美国和全世界都很常见。通常对诸如肝脏、肾脏、胰腺、肺和心脏的器官进行移植以延长受体的生命。然而，器官经常短缺，造成了对器官的需求和等待名单。这种短缺的一个解决方案是使用生物工程器官和替代组织，其中剥离器官的细胞，并且可以将受体的细胞灌注到生物工程器官中，以有助于防止排斥反应。

附图说明

在不一定按比例绘制的附图中，相似的数字可以在不同的视图中描述类似的部件。具有不同字母后缀的相似数字可以表示类似部件的不同实例。附图通常以示例的方式而非限制性的方式来示出本文档中所讨论的各种实施方式。

图1示出了移植生物工程器官的阶段涉及的设备和系统的概述。

图2示出了用于生物工程器官的生长和支持的系统的示意图。

图3示出了用于生物工程器官的生长和支持的系统的示意图。

图4示出了操作用于生物工程器官的生长和支持的系统的方法的示意图。

图5示出了所使用的示例计算系统的架构的框图。

图6示出了用于生物工程器官的生长和支持的系统的示意图。

具体实施方式

生物工程器官(BEO)和先进的生物工程组织(AT)可以有助于减少排斥反应，从而有助于减少器官等待时间。BEO还可以通过利用不同物种的器官来有助于减少等待时间。在一些示例中，BEO或AT可以体外连接至患者，以便在植入前对AT或BEO进行测试，或者为可能经受器官衰竭或器官功能减退的患者提供附加的功能支持。在这样的示例中，可以使用支持系统将器官连接至患者，以监测患者和AT或BEO的状况。

例如，当AT或BEO连接至患者时，系统可以主动监测所容纳的AT或BEO的功能，以确保其在植入前符合规范，同时可选地在植入前帮助改善患者的健康。当AT或BEO连接至患者时，系统还可以监测AT或BEO的健康以及患者和患者器官的健康，以帮助确保器官兼容性。此外，系统可以自动执行这些功能。通过自动调整系统的操作或者自动监测患者或器官的健康，系统可以帮助减少使用BEO或AT支持患者所需的劳动力。

以上讨论旨在提供本专利申请的主题的概述。其并不旨在提供对本发明的排他性或穷尽性说明。包括以下描述以提供关于本专利申请的其他信息。

图1示出了根据本公开内容的至少一个实施方式的移植BEO的阶段涉及的设备和系统的概述。

示例过程100示出了移植过程中可能包括的各个阶段。在阶段102处，可以从供体人类或其他物种(如猪、羊、牛等)接收器官。器官可以在实验室中在严格控制的条件下脱细胞化，其中可以从器官中去除所有(或基本所有)细胞材料。脱细胞化后，可以在阶段104处对器官进行再细胞化，其中将来自供体(或其他源)的细胞添加至器官，并且可以对器官进行功能测试和其他植入准备。一旦确定BEO准备好进行移植，就可以在阶段106处准备好BEO以进行运输。在步骤108处，可以将BEO或AT连接至患者，例如以为患者提供支持或者测试器官兼容性。然后，在步骤110处，可以在移植操作中将BEO植入受体。下文将关于图2至图6进一步详细讨论这些步骤中的若干步骤的另外的细节。

图2示出了用于使用生物工程器官(BEO)支持和维持患者的系统200的示意图。系统200可以包括壳体202、血液回路204、泵206(包括泵206a、泵206b和泵206c)、气体输送系统208、加热/冷却系统210。回路204可以包括次级回路212a、初级回路212b和旁路212c。系统200还包括控制器214和注射系统216。图2中还示出了器官50(例如可以是肝脏)、血液52(可以是流体)和患者54。

壳体202可以是被配置成以血液或介质流支持壳体中的器官50的壳体。壳体202可以包括接纳通过壳体并通过器官50的血液流的血液入口202a和血液出口202b。壳体202可以是由诸如金属、塑料、泡沫、弹性体、陶瓷、复合材料、其组合等材料(如聚碳酸酯)中的一种或更多种制成的刚性或半刚性容器、壳体或壳体。壳体202可以是透明或半透明的，以便操作者或技术人员可以看到其中的器官50。可选地，壳体202可以被配置成限制器官50暴露于光。壳体202可以包括一个或更多个闩锁、紧固件等，以便可重新密封地关闭盖子。在一些示例中，壳体202可以包括一个或更多个铰链。壳体202可以包括一个或更多个隔热层，以帮助将壳体202的内容物与环境状况进行热隔离。壳体202可以包括盖子与壳体202的容器之间的密封件。

壳体202可以被配置成以血液流和/或浴器接纳和支持壳体中的生物工程器官。也就是说，壳体202可以被成形为支持壳体中的器官。在一些示例中，壳体202可以是器官特定的(例如肾脏特定的)，使得壳体202被成形为支持肾脏(或在其他示例中为其他器官)。在一些示例中，器官特定壳体202可以根据需要为可拆卸和可更换的，以便运输器官。血液入口202a和血液出口202b可以包括无菌快速连接，以用于断开壳体202与血液回路204的连接。

系统200还可以包括连接至壳体202的重量传感器213。重量传感器213可以与控制器214通信，以例如向控制器214发送重量信号。控制器214可以确定壳体202内的流体的重量或体积，并且可以可选地基于重量或体积控制系统的各种部件，例如泵206。

血液回路204的次级回路212a可以连接至血液入口202a和血液出口202b，并且可以被配置成将血液输送通过系统200及其部件。旁路212c可以将次级回路212a连接至初级回路212b，以例如允许通过次级回路212a和初级回路212b的流率变化或不同。

回路204可以由一种或更多种类型的管道制成，管道包括各种材料(例如铜、钢、铝、塑料、硅胶等)的刚性、半刚性和柔性管道。可选地，回路204的管道可以是低损耗管道或药剂级管道。此外，血液回路204可以被配置成在整个血液回路204中具有相对少的限制点，以帮助减少通过血液回路204的压降，这可以有助于提高在器官50的外部和压力传感器处测量的压力与器官50处或器官50内的压力之间的准确度。

次级回路212a的管道或回路204可以可选性地直接连接至器官50的灌注导管，这可以使得进行独立的导管对接。虽然一般地关于图2讨论了血液，但血液回路可以被配置成处理一种或更多种其他流体，例如介质或灌注液。在一些示例中，可以在回路204中使用患者血液。

泵206a、206b和206c可以分别连接至回路204，并且可以被配置成使血液循环通过血液回路204。泵206可以是容积式泵、离心泵或轴流泵。泵206可以是低剪切泵，以帮助限制对流体的损坏，并且可以可选地为可逆的。在一些示例中，泵206可以是连续型泵或蠕动型泵(具有或不具有阻尼)。

泵206a可以例如在壳体202的下游和患者54的上游连接至初级回路212b。泵206b可以在患者54的下游连接至初级回路212b。泵206c可以连接至旁路212c。在其他示例中，泵206a至泵206c可以连接至血液回路204的其他部分。可选地，系统可以包括更多泵或更少泵。

气体输送单元208可以连接至血液回路204的次级回路212a并且可以被配置成向血液输送气体或者从血液输送气体，气体例如氧气、氮气、氩气和二氧化碳(CO₂)。气体输送单元208可以是有源气体输送单元或无源气体输送单元，其被配置成将血液内的例如氧气和CO₂保持在期望浓度范围。在一些示例中，气体输送单元208可以管理有利于器官支持的其他气体。气体输送单元208可以位于壳体202的上游，以例如在血液进入器官50之前对血液进行气体交换。气体输送单元208可以可选地包括热交换器，该热交换器被配置成在血液回路204的血液与加热和冷却系统210之间交换热，以例如在血液进入器官50之前保持血液的温度。可选地，可以在系统200中使用单独的热交换器。可选地，气体输送单元208可以是氧合器。

加热/冷却系统210可以连接至血液回路204，以与血液交换热，使得血液在目标温度范围内被递送至壳体202。加热/冷却系统210可以连接至气体输送单元208，以例如允许气体输送单元208的热交换器与血液回路204(例如次级回路212a)中的血液交换热。例如，供应线路218和返回线路220可以将加热/冷却系统210连接至气体输送单元208，例如连接至气体输送单元208的热交换器。

加热/冷却系统210在一些示例中可以是加热系统，并且在一些示例中可以是冷却系统。在一些示例中，系统210可以包括分立的加热系统和冷却系统。例如，系统210可以包括电阻加热器、风扇和热交换器。在其他示例中，系统210可以例如是制冷剂热泵，包括压缩机、冷凝器、蒸发器、一个或更多个膨胀阀和换向阀。在一些示例中，系统210可以是热电加热和冷却设备(珀尔帖设备)。在一些示例中，系统可以包括制冷冷却系统和电阻式电加热设备。在这些示例中的任何示例中，系统210都可以包括热交换器，该热交换器被配置成间接地与血液交换热。可选地，系统210可以包括紧急冷却系统。可选地，气体输送单元208可以包括或者可以连接至一个或更多个气体储罐222。气体储罐222可以被配置成向气体输送单元208递送二氧化碳、分子氧、氮气或氩气中的一种或更多种。气体储罐222可以通过过滤器225连接至气体输送单元208。

系统200可以可选地包括或者可以连接至电源，该电源可以被配置成为泵206、加热/冷却系统210、气体输送单元208、系统200的各种传感器、控制器、用户接口254和/或系统200的其他部件供电。可选地，电源可以是不间断电源，以帮助系统200即使在失去输入电力期间也能提供持续运行。

控制器214可以是可编程的控制器，例如单板或多板计算机、直接数字控制器(DDC)、可编程逻辑控制器(PLC)等。在其他示例中，控制器214可以是任何计算设备，例如手持式计算机，例如智能电话、平板电脑、膝上型计算机、台式计算机，或者包括处理器、存储器和通信能力的任何其他计算设备。控制器214通常可以被配置成例如通过控制泵206、气体输送单元208、加热/冷却系统210、电源、任何传感器(如下面讨论的传感器)或注射系统216的操作来控制系统200的操作。下文将关于图3讨论控制器214可以如何控制系统200的一个或更多个部件以支持或生长器官50的各种示例。

次级回路212a可以可选地包括入口控制阀224a和出口控制阀224b。入口控制阀224a和出口控制阀224b可以各自是与控制器通信的调节阀或隔离阀，并且可以由此进行操作以例如隔离壳体202和器官50，例如以用于从系统200中移除壳体202和器官50。可选地，入口控制阀224a和出口控制阀224b可以与控制器214通信，并且控制器214可以操作入口控制阀224a或出口控制阀224b，以调节通过壳体202和器官50的流量。初级回路212b和旁路212c还可以包括一个或更多个控制阀。

注射系统216可以包括壳体226、加热/冷却系统228、泵230a至泵230c以及储罐232a至储罐232c。注射系统216可以被配置成将一种或更多种养分或流体注射到血液回路204(例如次级回路212a)中。每个泵230的排放可以连接或汇集在一起，并且可以例如在血液入口202a的上游连接至血液回路204。可选地，注射系统216可以在另一位置连接至血液回路204。可选地，每个泵230可以包括其中的止回阀或者与其相关联的止回阀。可选地，泵可以包括固有的止回阀能力，使得泵在汇集或连接在一起时不能泵送经过彼此。

壳体226可以包括一个或更多个壁和隔热件以例如在壳体226内提供温控环境。壳体226可以由诸如金属、塑料、泡沫、弹性体、陶瓷、复合材料、其组合等中的一种或更多种材料制成。壳体226可以是透明或半透明的(或者可以包括透明或半透明的部分，例如窗)，以提供泵230和储罐232的可视性。可选地，壳体226可以被配置成限制储罐232暴露于光。壳体226可以包括一个或更多个闩锁、紧固件等以可重新密封地关闭门或盖子。在一些示例中，壳体226可以包括一个或更多个铰链以连接门。壳体226可以包括门与壳体226的容器之间的密封件。

泵230可以分别被配置成通过泵230泵送流体并且将流体排放到血液回路204。泵230中的每一个可以是上面关于泵206讨论的任何泵类型。储罐232可以各自是由金属、塑料、泡沫、弹性体、陶瓷、复合材料、其组合等中的一种或更多种制成的储存容器。储罐232可以各自被配置成根据需要或者根据操作者或控制器214所确定的储存要注射到血液回路204中的流体。虽然图中示出了三个储罐和泵，但是注射系统216可以包括1、2、4、5、6、7、8、9、10个等的储罐或泵。

储罐232可以被配置成储存，并且泵230可以进行递送以泵送细胞培养液、细胞、谷氨酰胺、葡萄糖、缓冲液、氯化钠、必需氨基酸、非必需氨基酸、药物、氨(氯化铵)、HEPES(C₈H₁₈N₂O₄S)、碳酸氢钠、胰岛素、肾上腺素、白蛋白、亚油酸、地塞米松和胰高血糖素中的一种或更多种。药物可以是以下药物中的一种或更多种：(R)-华法林、(S)-苯妥英、对乙酰氨基酚、阿普瑞坦、阿唑、苯二氮卓、贝特类、咖啡因、钙、卡马西平、塞来昔布、克拉霉素、可待因、环孢素、地拉韦啶、右美沙芬、地西泮、双氯芬酸、依那普利、红霉素、雌二醇、雌激素、芬太尼、非那雄胺、氟卡尼、氟西汀、格列吡嗪、格列本脲、氟哌啶醇、茚地那韦、吲哚美辛、利多卡因、洛匹那韦、氯雷替丁、美沙酮、美西律、吗啡、奈非那韦、硝苯地平、奥氮平、奥美拉唑、阿片类、喷他脒、吩噻嗪类、苯妥英、吡罗昔康、泼尼松、孕酮、普萘洛尔、奎尼丁、利培酮、利托那韦、选择性血清素再摄取抑制剂、沙奎那韦、西地那非、西罗莫司、他汀类、他克林、他克莫司、他莫昔芬、睾酮、茶碱、曲马多、曲唑酮、三环类、丙戊酸钠、文拉法辛、维拉帕米或伏立康唑。

注射系统216可以例如由控制器214控制，以将一种或更多种流体注射到血液回路204中，例如以治疗、生长或支持壳体202中的器官50。下面将关于图3讨论系统200和注射系统216的操作的其他细节。

次级回路212a可以可选地包括气泡传感器234，该气泡传感器连接至次级回路212a和旁路212c的下游，并且因此在所有泵206的下游，使得能够在器官50的上游检测到气泡。气泡传感器234可以与控制器214通信。气泡捕集器236可以位于次级回路212a中，例如在次级回路212a的下游和旁路212c的下游，并且因此在所有泵206的下游，使得能够在器官50的上游收集在泵送期间由搅拌产生的气泡。

次级回路212a可以可选地包括入口传感器套件238a，该入口传感器套件238a可以可选地包括压力传感器、温度传感器、流量表、葡萄糖传感器、乳酸传感器、O₂传感器、CO₂传感器、pH传感器或其他传感器中的一个或更多个。每个传感器都可以在壳体202的上游连接至次级回路212a(并且可以可选地在壳体202内)。类似地，出口传感器套件238b可以可选地包括压力传感器、温度传感器、流量表、葡萄糖传感器、乳酸传感器、O₂传感器、CO₂传感器、器官健康传感器或其他传感器中的一个或更多个。每个传感器都可以在壳体202的下游连接至次级回路212a(并且可以可选地在壳体202内)。虽然传感器在图2中被示出为具有特定位置，但在其他示例中，传感器可以定位在不同位置。

例如，温度传感器可以位于壳体202的上游或者壳体202的下游。入口温度传感器可以被配置成基于进入壳体202的血液的入口温度产生入口温度信号。出口温度传感器可以被配置成基于离开壳体202的血液的出口温度产生出口温度信号。温度传感器可以是任何类型的流体温度传感器，例如热敏电阻、热电偶、电阻温度检测器等，该温度传感器位于温度计套管中、联接至回路204的管道或者与处理流体直接接触。入口传感器套件238a或出口传感器套件238b可以包括其他传感器选项，所述其他传感器选项中的一些示例在下面进行讨论。

在另一示例中，入口葡萄糖传感器可以例如在壳体202的上游连接至次级回路212a。类似地，出口葡萄糖传感器可以例如在壳体202的下游连接至次级回路212a。葡萄糖传感器可以被配置成基于血液的葡萄糖水平产生葡萄糖传感器信号。类似地，器官健康传感器可以例如在壳体202的上游或下游连接至次级回路212a。器官健康传感器可以被配置成基于回路204内的血液的代谢物水平产生器官健康传感器信号。入口CO₂传感器可以在壳体202的上游连接至次级回路212a。出口CO₂传感器可以在壳体202的下游连接至次级回路212a。入口CO₂传感器和出口CO₂传感器中的每一个都可以是二氧化碳传感器，该二氧化碳传感器被配置成基于血液的各自的血液CO₂水平产生二氧化碳信号。入口O₂传感器可以在壳体202的上游连接至次级回路212a。出口O₂传感器可以在壳体202的下游连接至次级回路212a。入口O₂传感器和出口O₂传感器中的每一个都可以是氧气传感器，该氧气传感器被配置成基于各自的血液O₂水平产生氧气信号。入口压力传感器可以在壳体202的上游连接至次级回路212a，并且可以被配置成基于进入壳体202的血液的压力产生入口压力信号。出口压力传感器可以在壳体202的上游连接至次级回路212a，并且可以被配置成基于进入壳体202的血液的压力产生入口压力信号。传感器信号中的任何或全部都可以被发送至控制器214。

采样口240a可以连接至次级回路212a(例如在泵206a的下游)，并且可以被配置成接纳注射器以提取血液的样本，而不损害次级回路212a内的血液的无菌性。采样口240b可以连接至次级回路212a(例如在泵206a的下游)，并且可以被配置成接纳注射器以提取血液的样本，而不损害次级回路212a内的血液的无菌性。此外，血液回路204可以包括一个或更多个给药口，给药口可以被配置成接纳补充剂以递送至血液并最终递送至器官，而不损害回路204内的血液的无菌性。

初级回路212b可以可选地包括气泡传感器242，该气泡传感器242在旁路212c的下游并且因此在泵206a的下游和患者54的上游连接至初级回路212b，使得能够在患者54的上游检测到气泡。气泡传感器234可以与控制器214通信。气泡捕集器244可以位于初级回路212b中，例如在次级回路212a的下游和旁路212c的下游并且因此在泵206a的下游，使得能够在患者54的上游收集或捕集在泵送期间由搅拌产生的气泡。

初级回路212b还可以包括次级入口传感器套件246a，该次级入口传感器套件246a可以包括压力传感器、温度传感器、流量表、葡萄糖传感器、乳酸传感器、O₂传感器、CO₂传感器、pH传感器或其他传感器中的一个或更多个。每个传感器都可以在患者54的上游连接至初级回路212b。类似地，初级回路212b可以是次级出口传感器套件246b，该次级出口传感器套件246b可以可选地包括压力传感器、温度传感器、pH传感器、流量表、葡萄糖传感器、O₂传感器、CO₂传感器、器官健康传感器或其他传感器中的一个或更多个。每个传感器都可以在患者54的下游连接至初级回路212b。虽然传感器在图2中被示出为具有特定位置，但在其他示例中，传感器可以定位在不同位置。

初级回路212b还可以包括采样口248a，该采样口248a可以连接至初级回路212b(例如在患者54的上游)，并且可以被配置成接纳注射器以提取血液的样本，而不损害初级回路212b内的血液的无菌性。采样口248b可以连接至初级回路212b(例如在患者54的下游)，并且可以被配置成接纳注射器以提取血液的样本，而不损害初级回路212b内的血液的无菌性。此外，初级回路212b可以包括给药口250，该给药口250可以被配置成接纳补充剂以递送至血液并最终递送至患者54和器官50，而不损害回路204内的血液的无菌性。

初级回路212b还可以包括气泡传感器252，该气泡传感器252可以位于患者54的上游，并且可以与控制器214通信。控制器214可以被配置成在气泡传感器252检测到气泡时关停系统200，以帮助保护患者54的健康和安全。

图3示出了用于使用生物工程器官支持患者54的系统200的示意图。系统200可以与上面关于图2讨论的系统200相同或类似；图3示出了各种部件可以如何连接至控制器214。

泵206、气体输送单元208、冷却系统210、初级传感器套件246、次级传感器套件238、注射系统216和控制阀224可以连接至控制器。冷却系统228和泵230可以直接连接控制器214，或者可以通过控制器或者注射系统216的其他设备连接至控制器214。

用户接口254可以是任何显示器和/或输入设备。例如，用户接口254可以是触摸屏显示器、计算机、平板电脑、电话等。在另一示例中，用户接口254可以提供灯光、按钮和/或开关。用户接口254可以与控制器214通信，并且被配置成操作控制器214及其连接的设备。

控制器214可以使用系统200的各种传感器和信号中的一个或更多个，以自动化或半自动化方式在系统200内并且因此在患者54内支持器官50，以例如帮助减少支持器官50所需的时间和劳动力。控制器214可以使用各种算法(例如PID环路)，结合来自一个或更多个传感器的数据来执行器官的生长或维持。下面进一步详细讨论各种示例。

在一个示例中，控制器214可以被配置成接收来自入口传感器套件238a的入口温度信号或者来自出口传感器套件238b的出口温度信号。控制器214可以进一步被配置成基于温度信号来操作泵206、气体输送单元208或加热和冷却系统210。例如，当出口温度信号指示回路204中的血液的温度在阈值(例如37、38或39摄氏度)以上时，控制器214可以激活系统210的冷却。类似地，当出口温度信号指示回路204中的血液的温度在阈值(例如37、36或35摄氏度)以下时，控制器214可以激活系统210的加热。这种控制可以帮助确保进入患者54的流体并且对于器官处于可接受的水平。在一些示例中，控制器214可以基于来自环境温度传感器的环境温度信号来修改这样的部件的操作。控制器214还可以被配置成基于温度传感器信号中的任何温度传感器信号产生警报。

在另一示例中，控制器214可以被配置成接收来自葡萄糖传感器(例如入口传感器套件238a或出口传感器套件238b的葡萄糖传感器)的葡萄糖传感器信号，并且控制器214可以被配置成基于葡萄糖传感器信号来操作泵206、气体输送单元208或注射系统216。例如，如果回路204中的血液的葡萄糖浓度降至阈值(例如每升0.5克)以下，则控制器214可以激活葡萄糖注射泵230将葡萄糖注射到血液回路204中。控制器214可以使用一个或更多个葡萄糖传感器信号来确定器官50或患者54的葡萄糖消耗速率。控制器214还可以被配置成基于消耗调整葡萄糖注射，或者可以基于葡萄糖消耗(例如，如果器官50或患者54的葡萄糖消耗速率降至阈值例如每小时100毫克以下)产生警报。

在另一示例中，控制器214可以被配置成接收来自压力传感器(例如传感器套件238或240的压力传感器)的压力信号，并且控制器214可以被配置成基于压力信号来操作泵206a、206b、206c或冷却系统210。控制器214还可以被配置成基于压力信号(例如，如果压力降至阈值压力以下并且泵正在工作(这指示泵发生错误或有故障))产生警报。可以对泵206进行控制，以改变通过血液回路204的血液的流率，例如控制在每分钟0至2300毫升(ml/min)之间。可选地，泵206a和206b可以在0至150ml/min之间运行，并且泵206c可以在1000ml/min左右运行，以例如在次级回路212a中提供较高的流率。还可以控制泵206以改变工作压力，例如控制在每分钟0至200毫米汞柱(mm/Hg)之间。泵206的流量可以基于监测到的次级回路212a或初级回路212b的压力进行控制。

例如，控制器214可以使用入口传感器套件238a或出口传感器套件238b中的一个或更多个监测通过次级回路212a的流率和压力，并且可以基于压力信号或流量信号来调节一个或更多个泵206的流量，以例如保持通过器官50的期望压力或流率。类似地，控制器214可以使用次级入口传感器套件246a和次级出口传感器套件246b中的一个或更多个来监测通过初级回路212b的流率和压力，并且可以基于压力信号或流量信号来调节一个或更多个泵206的流量，以例如维持通过患者54的期望压力或流率，或者匹配患者的流率或流体压力。

在另一示例中，控制器214可以被配置成接收来自气体传感器(例如入口传感器套件238a或出口传感器套件238b的气体传感器)的气体信号，并且可以使用气体信号(例如O₂或CO₂)以基于气体信号来确定器官50的气体消耗。控制器214还可以基于所确定的器官50的气体消耗来操作气体输送单元208或气体储罐222，或基于所确定的消耗产生警报。类似地，控制器214可以被配置成接收来自气体传感器(例如次级入口传感器套件246a或次级出口传感器套件246b)的气体信号，并且可以使用气体信号(例如O₂或CO₂)以基于气体信号来确定患者54的气体消耗。控制器214还可以基于所确定的患者54的气体消耗来操作气体输送单元208或气体储罐222，或者可以基于所确定的消耗产生警报。控制器214还可以基于气体信号来操作注射系统216。例如，控制器214可以基于患者54或器官50的消耗速率注射一种或更多种溶液。

在另一示例中，控制器214可以被配置成接收来自pH传感器(例如入口传感器套件238a或出口传感器套件238b)的pH信号，并且可以使用pH信号来确定次级回路212a中的血液的pH范围。控制器214可以操作注射系统216的一个或更多个泵230，以向血液回路204提供一种或更多种流体，以将pH值保持在期望的或可操作的范围内。类似地，控制器214可以被配置成接收来自次级入口传感器套件246a或次级出口传感器套件246b的pH传感器的pH信号，并且可以使用pH信号来确定初级回路212b中的血液的pH范围。控制器214可以操作注射系统216的一个或更多个泵230，以向血液回路204提供一种或更多种流体，以将pH值保持在期望的或可操作的范围内。控制器214还可以被配置成基于pH信号(例如当血液回路204中的pH值落在可接受的范围之外时)产生警报。在这样的示例中，警报可以指示器官50被污染或受损，或者患者54的器官没有发挥其应有的功能。

控制器214可以与气泡传感器234、242和252通信，并且可以被配置成基于在血液回路204中检测到气泡，从每个气泡传感器接收气泡传感器信号。控制器214可以在回路中检测到气泡时关停一个或更多个泵。可选地，控制器214可以在检测到气泡时关停仅一些泵。例如，当在传感器242或252处检测到气泡时，可以关停泵206a和206b，但泵206c可以继续运行以例如支持器官50。

在另一示例中，控制器214可以被配置成接收来自器官健康传感器(例如入口传感器套件238a、出口传感器套件238b、次级入口传感器套件246a或次级出口传感器套件246b)的器官健康传感器信号，并且控制器214可以被配置成基于器官健康传感器信号来操作泵206和气体输送单元208。可选地，控制器214可以基于来自器官健康传感器的信号来操作注射系统216以操作一个或更多个泵230，以将流体从储罐232中的一个或更多个泵送到血液回路204。控制器214还可以被配置成基于器官健康传感器信号产生警报。在一些示例中，器官健康传感器可以是一个或多个代谢物传感器。

控制器214可以操作泵230以向血液回路204注射一种或更多种养分，以维持器官50、患者54和血液回路204的期望代谢物水平。器官健康传感器可以是各种类型的传感器，该传感器被配置成监测血液的一个或更多个状况。例如，器官健康传感器可以是氨传感器，该氨传感器被配置成基于血液的氨浓度或水平产生信号。此外，器官健康传感器可以是谷氨酰胺传感器，该谷氨酰胺传感器被配置成基于血液的谷氨酰胺浓度或水平产生信号。另外，器官健康传感器可以是乳酸传感器，该乳酸传感器被配置成基于血液的乳酸浓度或水平产生信号。此外，器官健康传感器可以是胆汁传感器，该胆汁传感器被配置成基于血液的胆汁浓度或水平产生信号。另外，器官健康传感器可以是肌酐传感器，该肌酐传感器被配置成基于血液的肌酐浓度或水平产生信号。另外，器官健康传感器可以是白蛋白传感器，该白蛋白传感器被配置成基于血液的白蛋白浓度或水平产生信号。此外，器官健康传感器可以是基于血液的活性凝血时间(active coagulation time，ACT)产生信号的凝血时间传感器。还可以监测血液、血液或介质中的凝血因子，例如因子VII、因子VIII或因子X。在一些示例中，控制器214可以被配置成接收来自健康传感器的健康信号，并且可以被配置成在ACT降至阈值以下(例如100秒以下)的情况下控制抗凝血剂(例如肝素)的注射。

在一些示例中，采样口240a可以用于从血液回路中取出样本体积。样本可以手动检测，并且样本可以在运输期间自动检测以用于采样和分析。从采样口240a采集的样本可以由控制器214用来通过注射系统216添加生化成分，这些生化成分是发育和维持器官50或患者54的器官的功能所必需的。此外，可以由控制器214执行对子系统的自动采样。例如，可以从系统中自动抽取血液，并且可以将血液递送至测量ACT、葡萄糖、乳酸、氨等的部件。

在一些示例中，可以通过采样口240a(或者使用次级传感器套件238a的葡萄糖传感器)采集血液或介质的样本。可以针对指定时间段内血液的葡萄糖含量(例如由控制器214)对样本进行测定。这样做是为了确定器官50或患者54是否具有足够葡萄糖消耗速率。当确定回路204中的血液的葡萄糖水平过低时，控制器214可以操作注射系统216以将葡萄糖注射到回路204中，以帮助维持器官50和患者54的器官。在一些示例中，可以使用来自多个采样口(如采样口240a和采样口248a)的多个样本来确定哪个器官可能工作不佳。

在一些示例中，可以在指定时间段内注射通常在器官中消除的指定剂量的药物((R)-华法林、(S)-苯妥英、对乙酰氨基酚、阿普瑞坦、阿唑、苯二氮卓、贝特类、咖啡因、钙、卡马西平、塞来昔布、克拉霉素、可待因、环孢素、地拉韦啶、右美沙芬、地西泮、双氯芬酸、依那普利、红霉素、雌二醇、雌激素、芬太尼、非那雄胺、氟卡尼、氟西汀、格列吡嗪、格列本脲、氟哌啶醇、茚地那韦、吲哚美辛、利多卡因、洛匹那韦、氯雷替丁、美沙酮、美西律、吗啡、奈非那韦、硝苯地平、奥氮平、奥美拉唑、阿片类、喷他脒、吩噻嗪类、苯妥英、吡罗昔康、泼尼松、孕酮、普萘洛尔、奎尼丁、利培酮、利托那韦、选择性血清素再摄取抑制剂、沙奎那韦、西地那非、西罗莫司、他汀类、他克林、他克莫司、他莫昔芬、睾酮、茶碱、曲马多、曲唑酮、三环类、丙戊酸钠、文拉法辛、维拉帕米或伏立康唑)。可以定期从采样口240a采集血液或介质的样本，并且可以进行生物分析，以确定肝脏BEO(器官50)是否以足够速度消除药物。在一些示例中，可以从采样口240a采集血液或介质的样本，并且可以在指定时间段内针对白蛋白含量对其进行测定以确定肝脏BEO是否具有足够的白蛋白产生。在一些示例中，可以从采样口240a采集血液或介质的样本，并且在指定时间段内针对胆汁含量对其进行测定以确定肝脏BEO是否具有足够的胆汁产生。在一些示例中，可以从采样口240a采集血液或介质的样本，并且可以在特指定时间段内针对肌酐、BSA和/或尿素含量对其进行测定以确定肾脏BEO(器官50)是否具有指示正常器官工作或功能的肾小球滤过率。

图4示出了根据本公开内容的至少一个示例的方法400的示意图。方法400可以是测试和支持BEO和患者的方法。特别为了方便和清楚起见，方法400的步骤或操作以特定顺序示出；许多所讨论的操作可以以不同顺序执行或并行执行，而不会对其他操作产生实质性影响。所讨论的方法400包括由多个不同参与者、设备和/或系统执行的操作。应理解，方法400中讨论的操作的子集可以归因于单个参与者、设备或系统，可以被视为单独的独立过程或方法。

方法400可以在步骤402处开始，其中，可以在壳体中接纳器官，其中，壳体包括连接至系统的次级回路的血液入口和血液出口。例如，可以将器官50接纳到连接至次级回路212a的壳体202中。在步骤404处，系统的初级回路可以连接至患者，其中初级回路连接至次级回路。例如，系统200的初级回路212b可以连接至患者54。在步骤406处，可以使用初级泵将血液泵送通过初级回路，以将血液输送通过患者。例如，可以使用泵206a和206b将血液泵送通过初级回路212b，以将血液输送通过患者。此外，在步骤406处，可以使用次级泵将血液泵送通过次级回路，其中，次级泵可以连接至血液入口和血液出口，以将血液输送通过器官和初级回路。例如，可以使用泵206c将血液泵送通过次级回路212a，以将血液输送通过器官和次级回路212a。

在步骤408处，可以使用连接至血液回路的气体输送单元将气体输送至血液或者从血液输送气体。例如，可以使用气体输送单元208将气体输送至血液回路204的血液或者从血液回路204的血液输送气体。在步骤410处，可以对回路204的血液进行加热。在步骤412处，可以接收传感器信号，其中传感器信号指示血液的状况。例如，控制器214可以从入口传感器套件238a、出口传感器套件238b、次级入口传感器套件246a或次级出口传感器套件246b的传感器中的一个或更多个传感器接收信号。在步骤414处，可以基于传感器信号中的一个或更多个来操作泵和注射系统。

在另一示例中，可以使用连接至次级回路的注射系统将养分注射到系统中。例如，可以使用连接至次级回路212a的注射系统216将养分注射到系统200中。

图5示出了示例机器500的框图，在该示例机器500上可以执行本文中所讨论的技术(例如，方法)中的任何一种或更多种。如本文所述，示例可以包括机器500(可以是系统200)中的逻辑或若干组件或机构，或者可以通过机器500(可以是系统200)中的逻辑或若干组件或机构进行操作。电路系统(例如，处理电路系统)是在包括硬件(例如，简单电路、门、逻辑等)的机器500的有形实体中实现的电路的集合。随着时间的推移，电路系统成员可以是灵活的。电路系统包括在操作时可以单独或组合执行指定操作的构件。在示例中，电路系统的硬件可以被不变地设计成执行特定操作(例如，硬连线)。在示例中，电路系统的硬件可以包括可变连接的物理部件(例如，执行单元、晶体管、简单电路等)，可变连接的物理部件包括经物理修改(例如，以磁的、电的、不变的聚集粒子的可移动放置等方式修改)以编码特定操作的指令的机器可读介质。在连接物理部件时，硬件构成的基本电气特性发生了变化(例如，从绝缘体变为导体，或者从导体变为绝缘体)。指令使得嵌入式硬件(例如，执行单元或加载机构)能够经由可变连接在硬件中创建电路系统的构件，以在操作时执行特定操作的部分。因此，在示例中，机器可读介质元件是电路系统的一部分，或者在设备操作时通信地耦接至电路系统的其他部件。在示例中，任何物理部件都可以在多于一个电路系统的多于一个构件中被使用。例如，在操作下，执行单元可以在一个时间点在第一电路系统的第一电路中被使用，并由第一电路系统中的第二电路重新使用，或者在不同时间由第二电路系统中的第三电路重新使用。下面是关于机器500的这些部件的附加示例。

在替选实施方式中，机器500可以作为独立的设备操作或者可以连接(例如，联网)至其他机器。在联网部署中，机器500可以在服务器-客户端网络环境中以服务器机器、客户端机器或两者的容量进行操作。在示例中，机器500可以在对等(P2P)(或其他分布式)网络环境中充当对等机器。机器500可以是个人计算机(PC)、平板PC、机顶盒(STB)、个人数字助理(PDA)、移动电话、web装置、网络路由器、交换机或桥接器，或者能够(顺序地或以其他方式)执行指定要由该机器采取的动作的指令的任何机器。此外，尽管仅示出了单个机器，但是术语“机器”也应被视为包括单独或联合地执行一组(或多组)指令以执行本文所讨论的诸如云计算、软件即服务(SaaS)或其他计算机集群配置的方法中的任何一个或更多个的机器的任何集合。

机器(例如，计算机系统)500可以包括硬件处理器502(例如，中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、硬件处理器核或其任何组合)、主存储器504、静态存储器(例如，用于固件、微码、基本输入输出(BIOS)、统一可扩展固件接口(UEFI)等的存储器或存储装置)506、以及大容量存储装置508(例如，硬盘驱动器、磁带驱动器、闪存，或其他块设备)，这些部件中的一些或所有部件可以经由互连链路(例如，总线)530彼此通信。机器500还可以包括显示单元510、字母数字输入设备512(例如，键盘)和用户接口(UI)导航设备514(例如，鼠标)。在示例中，显示单元510、输入设备512和UI导航设备514可以是触摸屏显示器。机器500可以另外包括存储设备(例如，驱动单元)508、信号生成设备518(例如，扬声器)、网络接口设备520以及一个或更多个传感器516，例如全球定位系统(GPS)传感器、指南针、加速度计或其他传感器。机器500可以包括输出控制器528，例如串行(例如，通用串行总线(USB)、并行或其他有线或无线(例如，红外(IR)、近场通信(NFC)等)连接，以与一个或更多个外围设备(例如，打印机、读卡器等)通信或控制一个或更多个外围设备(例如，打印机、读卡器等)。

处理器502、主存储器504、静态存储器506或大容量存储装置508的寄存器可以是或包括机器可读介质522，在机器可读介质522上存储一组或更多组数据结构或指令524(例如，软件)，该一组或更多组数据结构或指令524体现本文中描述的技术或功能中的任一种或更多种技术或功能或由其利用。在机器500执行指令524期间，指令524还可以完全地或至少部分地驻留在处理器502、主存储器504、静态存储器506或大容量存储装置508的寄存器中的任何寄存器中。在示例中，硬件处理器502、主存储器504、静态存储器506或大容量存储装置508中的一者或任何组合可以构成机器可读介质522。虽然机器可读介质522被示出为单个介质，但是术语“机器可读介质”可以包括被配置成存储一个或更多个指令524的单个介质或多个介质(例如，集中式或分布式数据库以及/或者相关联的缓存和服务器)。

术语“机器可读介质”可以包括能够存储、编码或携载用于由机器500执行并且使机器500执行本公开内容的技术中的任何一个或更多个技术的指令或者能够存储、编码或携载由这样的指令使用或与这样的指令相关联的数据结构的任何介质。非限制性的机器可读介质示例可以包括固态存储器、光学介质、磁介质和信号(例如，射频信号、其他基于光子的信号、声音信号等)。在示例中，非暂态机器可读介质包括带有具有不变(例如静止)质量的多个粒子的机器可读介质，并且因此是物质的成分。因此，非暂态机器可读介质是不包括暂态传播信号的机器可读介质。非暂态机器可读介质的具体示例可以包括：非易失性存储器，例如半导体存储器设备(例如，电可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM))和闪速存储器设备；磁盘，例如内部硬盘和可移动盘；磁光盘；以及CD-ROM和DVD-ROM盘。

还可以利用多个传输协议(例如，帧中继、互联网协议(IP)、传输控制协议(TCP)、用户数据报协议(UDP)、超文本传输协议(HTTP)等)中的任一者经由网络接口设备520使用传输介质在通信网络526上发送或接收指令524。示例通信网络可以包括局域网(LAN)、广域网(WAN)、分组数据网络(例如，因特网)、移动电话网络(例如，蜂窝网络)、普通老式电话(POTS)网络以及无线数据网络(例如，被称为的电气和电子工程师协会(IEEE)802.11标准族、被称为的IEEE 802.16标准族)、IEEE 802.15.4标准族、对等(P2P)网络等。在示例中，网络接口设备520可以包括一个或更多个物理插孔(例如，以太网、同轴或电话插孔)或一个或更多个天线以连接至通信网络526。在示例中，网络接口设备520可以包括多个天线，以使用单输入多输出(SIMO)技术、多输入多输出(MIMO)技术或多输入单输出(MISO)技术中的至少一种技术进行无线通信。术语“传输介质”应被认为包括能够存储、编码或携载用于由机器500执行的指令的任何无形介质，并且包括数字通信信号或模拟通信信号或其他无形介质以促进这样的软件的通信。传输介质是机器可读介质。

图6示出了用于生长和支持生物工程器官的系统600的示意图。系统600可以类似于上面讨论的系统200；系统600可以包括附加特征或部件，例如储存容器和清除线路。可以对上面或下面讨论的任何系统进行修改，以包括系统600的特征。在系统600中，具有与系统200的附图标记类似的附图标记的部件可以指如上所述可以连接并且可以操作的类似部件。

更具体地，系统600可以包括储存容器656。储存容器656可以在壳体602的下游侧连接至血液回路604，并且可以独立或单独连接至器官50的下游侧，例如连接至器官50的一个或更多个导管。这样，从壳体602的引流管流过并且流经器官50的血液可以经由储存容器656重新引入回路中。

壳体602的引流管可以是重力馈送的，并且因此可以连接至壳体602的底部和储存容器656的顶部。这种设置可以使得储存容器656能够帮助保持壳体602内的血液的期望体积。由于储存容器656可以比壳体602相对小(或者可以有不同的形状)，因此储存容器656可以在储存容器656内形成比壳体602中相对小的空气与血液之间的接触表面积。因此，储存容器656可以保持壳体602内的血液的低体积，这可以帮助限制血液暴露于空气。从器官50的血液出口602b可以连接至储存容器656的底部或其他部分，并且可以由初级泵606a和次级泵606c中的一个或更多个驱动流动。

系统600还可以包括连接至壳体602的重量传感器613a，该重量传感器613a类似于上文讨论的传感器213。系统600还可以包括连接至储存容器656的重量传感器613b。重量传感器613b可以与控制器614通信，以例如向控制器614发送重量信号。控制器614可以确定储存容器656内的流体的重量或体积，并且可以可选地基于重量或体积来控制系统的各种部件，例如泵606。这可以使得控制器614能够以储存容器656的特定体积或重量为目标，从而帮助限制储存容器656内的流体(例如血液)的过量填充或耗尽。

储存容器656的排放可以连接至初级泵606a和次级泵606c二者的上游侧或入口，使得储存容器656可以提供缓冲体积的血液或流体以供应初级泵606a或次级泵606c。初级泵606a和第二初级泵606b可以各自与控制器614通信，使得控制器614可以操作泵606a和606b(泵606a和606b可以彼此串联，但位于患者54的相对侧)，使得在系统600的正常操作期间进出患者的血液体积为净零。

系统600可以包括至少部分地位于储存容器656中的过滤器658。过滤器658可以被配置成在血液通过储存容器656时从血液中过滤杂质、血块或污染物。例如，过滤器658可以位于从壳体602和器官50的入口与连接至泵606a和606c的出口之间。

图6还示出了系统600可以包括连接至气体输送单元608并且连接至储存容器656的清除线路660。清除线路660可以被配置成在冲洗或清除序列期间(例如在启动序列的一部分期间)从气体输送单元608输送血液。清除线路660可以帮助将气体输送单元608的血液体积部分内捕集的气体(例如氧气)从气体输送单元608携载到储存容器656中，以使得能够将气体从系统600排出或者收集到储存容器656中。该处理可以帮助确保气体输送单元608的血液体积准备好血液，从而帮助限制气泡进入回路的机会。清除阀662可以连接至清除线路660，并且可以与控制器614通信。控制器614可以操作清除阀662以控制在清除序列期间流经清除线路660，并且可以帮助确保在正常操作期间血液不会流经清除线路660(例如通过在器官50或患者54被支持的正常操作期间关闭清除阀662)。

系统600还可以包括连接至初级回路612b的一个或更多个管夹具664，例如用于将患者54与初级回路612b连接和断开。

系统600可以被配置成支持壳体602内的若干类型的器官，从而当系统600连接至患者时支持患者54。例如，系统600可以被配置成例如在器官50是肝脏并且初级回路612b连接至患者54的肝脏的情况下支持患者54的肝脏。在这样的示例中，系统600可以被配置成例如通过器官50代替或支持患者54的肝脏来工作以执行肝脏的功能，支持和监测患者的肝脏。例如，肝脏50可以处理氨、脂类或葡萄糖。

例如，当器官50在帮助支持或监测患者54的肝脏的氨清除或去除时，可以例如经由可以与控制器614通信的入口传感器套件638a在次级回路612a和初级回路612b中监测氨水平。传感器可以将氨传感器信号发送至控制器614，并且控制器614可以使用该信号来确定回路的血液内的氨量。控制器614可以基于检测或确定的系统600内的氨量来操作气体输送单元608、注射系统616以及一个或更多个泵。

类似地，入口传感器套件638a可以包括一个或更多个传感器，以使得控制器614能够确定凝血酶原时间(Prothombin time，PT)或国际标准化比值(INR)，并且控制器614可以基于检测或确定的系统600内或患者54的PT或INR来操作气体输送单元608、注射系统616以及一个或更多个泵。

系统600还可以包括以下传感器：用于确定或检测白蛋白、尿素、胆固醇或蛋白质水平以确定系统600或患者54的一般状态，或者用于检测或确定可以指示肝脏的健康或性能的特定状况。控制器614可以基于检测或确定的系统600内的状况来操作气体输送单元608、注射系统616以及一个或更多个泵。

在护理或支持患者54内的肝脏期间，控制器614可以在泵1上以每分钟0至300毫升(ml/min)之间的速率操作第二初级泵606b，并且可以将次级泵606c控制为200至2000ml/min之间的速率。

系统600还可以被配置成支持患者的其他器官，如肾脏、胰腺、脾脏或心脏。例如，当器官50是生物工程肾脏并且系统600连接至患者的肾脏时，系统600可以检测或确定肾脏指标，例如肌酐、血尿素氮(BUN)、白蛋白或其他蛋白质，并且控制器614可以基于检测或确定的系统600内的肾脏状况来操作气体输送单元608、注射系统616以及一个或更多个泵。

注释和示例

以下非限制性示例详述了本主题的某些方面以解决挑战并提供本文中所讨论的益处等。

示例1是一种用于支持患者器官的系统，所述系统包括：初级回路，所述初级回路包括被配置成连接至所述患者的入口以及被配置成连接至所述患者的出口，所述初级回路包括初级泵，所述初级泵被配置成使血液循环通过所述初级回路并且进入所述患者；次级回路，所述次级回路连接至初级血液回路，所述次级回路包括壳体、次级泵、气体输送单元和次级传感器，所述壳体被配置成以血流支持所述壳体中的器官，所述壳体包括血液入口和血液出口，所述血液入口和血液出口用于接纳通过所述壳体并且通过所述器官的所述血流，所述次级泵被配置成使血液循环通过所述次级回路，所述气体输送单元被配置成将气体输送至所述血液或者从所述血液输送气体，所述次级传感器连接在所述壳体的上游，并且被配置成基于所述血液的状况来产生次级传感器信号；控制器，所述控制器被配置成基于所述次级传感器信号来操作所述气体输送单元。

在示例2中，示例1的主题可选地包括：旁路回路，所述旁路回路连接至所述初级回路和所述次级回路，所述旁路回路；以及第二初级泵，所述第二初级泵位于所述患者的下游，所述第二初级泵被配置成使血液循环通过所述初级回路并且从所述患者循环。

在示例3中，示例1至2中的任何一个或更多个的主题可选地包括次级回路，所述次级回路包括在所述壳体的上游的用于对所述血液进行采样的端口。

在示例4中，示例1至3中的任何一个或更多个的主题可选地包括气体混合单元，所述气体混合单元连接至所述气体输送单元并且被配置成向所述气体输送单元递送气体。

在示例5中，示例4的主题可选地包括：其中，所述次级传感器包括：压力换能器和温度传感器，所述压力换能器被配置成基于所述血液的压力向所述控制器发送压力信号，所述温度传感器被配置成基于所述血液的温度向所述控制器发送温度信号，所述控制器基于所述压力信号和所述温度信号来操作所述气体输送单元、所述初级泵和所述次级泵。

在示例6中，示例5的主题可选地包括次级回路，所述次级回路包括：入口溶解氧传感器，所述入口溶解氧传感器在所述壳体的上游并且被配置成基于所述血液的入口溶解氧水平向所述控制器发送入口氧信号；以及出口溶解氧传感器，所述出口溶解氧传感器在所述壳体的下游并且被配置成基于所述血液的出口溶解氧水平向所述控制器发送出口氧信号。

在示例7中，示例6的主题可选地包括：其中，所述控制器被配置成基于所述入口氧信号和所述出口氧信号来确定所述器官的氧使用率，并且其中，所述控制器被配置成基于所述器官的氧使用率来操作所述气体输送单元、所述初级泵和所述次级泵。

在示例8中，示例7的主题可选地包括：其中，所述控制器被配置成基于所述入口氧信号和所述出口氧信号来确定所述患者器官的氧使用率，并且其中，所述控制器被配置成基于所述患者器官的氧使用率来操作所述气体输送单元、所述初级泵和所述次级泵。

在示例9中，示例2至8中的任何一个或更多个的主题可选地包括次级回路，所述次级回路包括在所述气体输送单元上游的气泡捕集器和气泡传感器。

在示例10中，示例1至9中的任何一个或更多个的主题可选地包括：其中，所述气体输送单元是氧合器。

在示例11中，示例10的主题可选地包括：其中，所述气体输送单元包括空气分离器。

在示例12中，示例2至11中的任何一个或更多个的主题可选地包括加热系统，所述加热系统连接至所述气体输送单元，以通过所述气体输送单元与所述血液交换热。

在示例13中，示例1至12中的任何一个或更多个的主题可选地包括注射系统，所述注射系统在所述壳体的上游连接至所述次级回路并且与所述控制器通信，所述控制器被配置成基于所述传感器信号来操作所述注射系统，以向所述血液递送补充剂。

在示例14中，示例13的主题可选地包括：其中，所述注射系统包括多个注射泵，每个注射泵被配置成向所述血液递送补充剂，所述控制器被配置成基于所述次级传感器信号来操作所述注射泵中的每一个，以向所述血液递送补充剂。

在示例15中，示例14的主题可选地包括碳酸氢钠、胰岛素、肾上腺素、白蛋白、亚油酸、地塞米松和胰高血糖素。

在示例16中，未限定的示例的主题可选地包括：其中，所述注射系统包括支持所述多个注射泵和所述补充剂的壳体。

在示例17中，示例16的主题可选地包括：其中，所述注射系统包括冷却系统，所述冷却系统被配置成冷却所述注射系统的环境，所述冷却系统与所述控制器通信，所述控制器被配置成操作所述冷却系统以保持所述注射系统的环境的期望温度。

在示例18中，未限定的示例的主题可选地包括：还包括：储存容器，所述储存容器连接至所述壳体的排放，并且能够连接至所述器官的导管的排放，所述储存容器位于所述次级泵和所述初级泵的上游。

在示例19中，示例18的主题可选地包括过滤器，所述过滤器至少部分地位于所述储存容器内，并且被配置成对通过所述储存容器的灌注液进行过滤。

在示例20中，示例18至19中的任何一个或更多个的主题可选地包括：清除线路，所述清除线路连接至所述气体输送单元并且连接至所述储存容器。

示例21是一种用于使用系统来生长或支持器官的方法，所述方法包括：在壳体中接纳器官，所述壳体包括连接至所述系统的次级环路的血液入口和血液出口；将所述系统的初级环路连接至患者，所述初级环路连接至所述次级环路；使用初级泵将血液泵送通过所述初级环路，以使血液输送通过所述患者；使用次级泵将血液泵送通过所述次级环路，所述次级泵连接至所述血液入口和所述血液出口，以使血液输送通过所述器官和所述次级环路；使用连接至包括所述初级环路和所述次级环路的血液回路的气体输送单元将气体输送至所述血液或者从所述血液输送气体；接收指示所述血液的状况的传感器信号；以及基于所述传感器信号来操作所述泵。

在示例22中，示例21的主题可选地包括：使用连接至所述次级回路的注射系统将养分注射到所述系统中。

在示例23中，示例22的主题可选地包括：其中，基于所述传感器信号来注射所述养分。

在示例23中，示例21的主题可选地包括：操作气体混合单元以向所述气体输送单元递送气体。

在示例24中，示例23的主题可选地包括：其中，气体混合单元基于传感器信号向所述气体输送单元递送二氧化碳、分子氧、氮气或氩气中的一种或更多种。

在示例25中，示例18至20中的任何一个或更多个的主题可选地包括：使用连接至所述次级回路的注射系统将养分注射到所述系统中。

示例26是至少一个机器可读介质，所述至少一个机器可读介质包括指令，所述指令当由处理电路系统执行时使所述处理电路系统执行操作以实现示例1至25中的任何示例。

示例27是包括用于实现示例1至25中的任何示例的手段的装置。

示例28是用于实现示例1至25中的任何示例的系统。

示例29是用于实现示例1至25中的任何示例的方法。

在示例30中，示例1至29中的任一个或任何组合的装置或方法可以可选地被配置成使得记载的所有要素或选项可用于使用或者从中选择。

以上的具体实施方式包括对附图的参照，这些附图形成具体实施方式的一部分。作为说明，附图示出了其中可以实践本发明的具体的实施方式。这些实施方式在本文中也被称为“示例”。这样的示例可以包括除了示出的或描述的要素之外的要素。然而，本发明人还预期了其中仅提供示出的或描述的元件的示例。此外，本发明人还预期了使用关于特定示例(或者特定示例的一个或更多个方面)或关于在本文中示出或描述的其他示例(或者其他示例的一个或更多个方面)示出的或描述的这些元件(或者这些元件的一个或更多个方面)的任何组合或置换的示例。

在本文档与通过引用并入的任何文档之间的用法不一致的情况下，以本文档中的用法为准。在本文档中，术语“包括”和“在……中”用作相应术语“包含”和“其中”的简明中文等同词。另外，在所附权利要求中，术语“包括”和“包含”是开放式的，也就是说，包括除了权利要求中这样的术语之后列出的那些要素之外的要素的系统、设备、物品、结合物、配方或过程仍然被认为落在该权利要求的范围内。

在本文档中，如在专利文献中常见的那样，使用术语“一”或“一个”来包括一个或多于一个，而与“至少一个”或“一个或更多个”的任何其他实例或用法无关。在本文档中，除非以其他方式指示，否则术语“或”用于是指非排他性的或，使得“A或B”包括“A而非B”、“B而非A”以及“A和B”。在本文档中，术语“包括”和“在……中”用作相应术语“包含”和“其中”的简明中文等同词。另外，在所附权利要求中，术语“包括”和“包含”是开放式的，也就是说，包括除了权利要求中这样的术语之后列出的那些要素之外的要素的系统、设备、物品、结合物、配方或过程仍然被认为落在该权利要求的范围内。此外，在所附权利要求中，术语“第一”、“第二”和“第三”等仅用作标记，并不旨在对它们的对象施加数值要求。

以上描述旨在是说明性的，而非限制性的。例如，上述示例(或示例的一个或更多个方面)可以彼此结合使用。例如本领域普通技术人员在查阅以上描述之后可以使用其他实施方式。提供摘要以符合37C.F.R.§1.72(b)，以使得读者能够快速确定本技术公开内容的性质。提交了摘要并理解：摘要将不会被用来解释或限制权利要求的范围或含义。另外，在以上具体实施方式中，可以将各种特征组合在一起以精简本公开内容。这不应当被解释为意指：对于任何权利要求而言，未要求保护的公开特征均是必要的。而是，发明主题可能在于少于特定公开的实施方式的所有特征。因此，所附权利要求在此作为示例或实施方式并入到具体实施方式中，其中，每项权利要求单独作为一个独立的实施方式，并且预期这样的实施方式可以以各种结合或置换的方式彼此组合。本发明的范围应当参照所附权利要求以及这样的权利要求所赋予的等同方案的全部范围来确定。

Claims (23)

1.一种用于支持患者器官的系统，所述系统包括：

初级回路，所述初级回路包括被配置成连接至所述患者的入口以及被配置成连接至所述患者的出口，所述初级回路包括：

初级泵，所述初级泵被配置成使血液循环通过所述初级回路并且进入所述患者；

次级回路，所述次级回路连接至所述初级血液回路，所述次级回路包括：

壳体，所述壳体被配置成以血流支持所述壳体中的器官，所述壳体包括血液入口和血液出口，所述血液入口和血液出口用于接纳通过所述壳体并且通过所述器官的所述血流；

次级泵，所述次级泵被配置成使血液循环通过所述次级回路；

气体输送单元，所述气体输送单元被配置成将气体输送至所述血液或者从所述血液输送气体；

次级传感器，所述次级传感器连接在所述壳体的上游，并且被配置成基于所述血液的状况来产生次级传感器信号；以及

控制器，所述控制器被配置成：

基于所述次级传感器信号来操作所述气体输送单元。

2.根据权利要求1所述的系统，还包括：

旁路回路，所述旁路回路连接至所述初级回路和所述次级回路，所述旁路回路；以及

第二初级泵，所述第二初级泵位于所述患者的下游，所述第二初级泵被配置成使血液循环通过所述初级回路并且从所述患者循环。

3.根据权利要求1所述的系统，所述次级回路包括：

在所述壳体的上游的用于对所述血液进行采样的端口。

4.根据权利要求1所述的系统，还包括：

气体混合单元，所述气体混合单元连接至所述气体输送单元并且被配置成向所述气体输送单元递送气体。

5.根据权利要求4所述的系统，其中，所述次级传感器包括压力换能器和温度传感器，所述压力换能器被配置成基于所述血液的压力向所述控制器发送压力信号，所述温度传感器被配置成基于所述血液的温度向所述控制器发送温度信号，所述控制器基于所述压力信号和所述温度信号来操作所述气体输送单元、所述初级泵和所述次级泵。

6.根据权利要求5所述的系统，所述次级回路包括：

入口溶解氧传感器，所述入口溶解氧传感器在所述壳体的上游并且被配置成基于所述血液的入口溶解氧水平向所述控制器发送入口氧信号；以及

出口溶解氧传感器，所述出口溶解氧传感器在所述壳体的下游并且被配置成基于所述血液的出口溶解氧水平向所述控制器发送出口氧信号。

7.根据权利要求6所述的系统，其中，所述控制器被配置成基于所述入口氧信号和所述出口氧信号来确定所述器官的氧使用率，并且其中，所述控制器被配置成基于所述器官的氧使用率来操作所述气体输送单元、所述初级泵和所述次级泵。

8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述控制器被配置成基于所述入口氧信号和所述出口氧信号来确定所述患者器官的氧使用率，并且其中，所述控制器被配置成基于所述患者器官的氧使用率来操作所述气体输送单元、所述初级泵和所述次级泵。

9.根据权利要求2所述的系统，所述次级回路包括：

在所述气体输送单元的上游的气泡捕集器和气泡传感器。

10.根据权利要求1所述的系统，其中，所述气体输送单元是氧合器。

11.根据权利要求10所述的系统，其中，所述气体输送单元包括空气分离器。

12.根据权利要求2所述的系统，还包括：

加热系统，所述加热系统连接至所述气体输送单元，以通过所述气体输送单元与所述血液交换热。

13.根据权利要求1所述的系统，还包括：

注射系统，所述注射系统在所述壳体的上游连接至所述次级回路并且与所述控制器通信，所述控制器被配置成基于所述传感器信号来操作所述注射系统，以向所述血液递送补充剂。

14.根据权利要求13所述的系统，其中，所述注射系统包括多个注射泵，每个注射泵被配置成向所述血液递送补充剂，所述控制器被配置成基于所述次级传感器信号来操作所述注射泵中的每一个，以向所述血液递送补充剂。

15.根据权利要求14所述的系统，其中，所述多个注射泵各自被配置成向所述血液和所述器官递送以下中的一种或更多种：细胞培养液、细胞、谷氨酰胺、葡萄糖、缓冲液、氯化钠、必需氨基酸、非必需氨基酸、药物、氨(氯化铵)、HEPES(C₈H₁₈N₂O₄S)、碳酸氢钠、胰岛素、肾上腺素、白蛋白、亚油酸、地塞米松和胰高血糖素。

16.根据权利要求15所述的系统，其中，所述注射系统包括支持所述多个注射泵和所述补充剂的壳体。

17.根据权利要求16所述的系统，其中，所述注射系统包括冷却系统，所述冷却系统被配置成冷却所述注射系统的环境，所述冷却系统与所述控制器通信，所述控制器被配置成操作所述冷却系统以保持所述注射系统的环境的期望温度。

18.根据权利要求1所述的系统，还包括：

储存容器，所述储存容器连接至所述壳体的排放，并且能够连接至所述器官的导管的排放，所述储存容器位于所述次级泵和所述初级泵的上游。

19.根据权利要求18所述的系统，还包括：

过滤器，所述过滤器至少部分地位于所述储存容器内，并且被配置成对通过所述储存容器的灌注液进行过滤。

20.根据权利要求18所述的系统，还包括：

清除线路，所述清除线路连接至所述气体输送单元并且连接至所述储存容器。

21.一种用于使用系统来生长或支持器官的方法，所述方法包括：

在壳体中接纳器官，所述壳体包括连接至所述系统的次级环路的血液入口和血液出口；

将所述系统的初级环路连接至患者，所述初级环路连接至所述次级环路；

使用初级泵将血液泵送通过所述初级环路，以使血液输送通过所述患者；

使用次级泵将血液泵送通过所述次级环路，所述次级泵连接至所述血液入口和所述血液出口，以使血液输送通过所述器官和所述次级环路；

使用连接至包括所述初级环路和所述次级环路的血液回路的气体输送单元将气体输送至所述血液或者从所述血液输送气体；

接收指示所述血液的状况的传感器信号；以及

基于所述传感器信号来操作所述泵系统。

22.根据权利要求21所述的方法，还包括：

使用连接至所述次级回路的注射系统将养分注射到所述系统中。

23.根据权利要求22所述的方法，其中，基于所述传感器信号来注射所述养分。