RU2163148C1

RU2163148C1 - Biological artificial liver

Info

Publication number: RU2163148C1
Application number: RU2000101123A
Authority: RU
Inventors: В.В. Соловьев; В.С. Акатов; Э.И. Лежнев
Original assignee: Соловьев Валерий Владимирович; Акатов Владимир Семенович; Лежнев Энрик Иванович
Priority date: 2000-01-19
Filing date: 2000-01-19
Publication date: 2001-02-20

Abstract

FIELD: medicine, medical equipment; applicable in compensation of liver malfunction. SUBSTANCE: biological artificial liver has a body with branch pipes for supply and discharge of biological fluid. The body is filled with homogeneous mixture of particles of neutral carrier made in the form of diffusion-permeable material and fragments of liver tissues. Tissue fragments and carrier particles are taken in quantitative ratio of 1:2-1:10 with a*a*b sizes, where a = 0.4-0.6 mm and b = 0.4-3 mm. EFFECT: improved biochemical blood quantient and survival rate in treatment of liver acute affection. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к медицине и медицинской технике. Из литературы известно о разработке и экспериментальном клиническом применении систем, предназначенных для компенсации функций пораженной печени. Такие системы содержат биологически активные клетки печени (гепатоциты), размещенные в биореакторе, который подключается к кровотоку пациента. Предполагается, что гепатоциты при этом выполняют функции вспомогательной печени, и, возможно, стимулируют регенеративные процессы в печени больного. В ряде случаев показана эффективность использования таких систем для лечения печеночной недостаточности (ПН). The invention relates to medicine and medical equipment. From the literature it is known about the development and experimental clinical use of systems designed to compensate for the functions of the affected liver. Such systems contain biologically active liver cells (hepatocytes) located in a bioreactor that connects to the patient’s bloodstream. It is assumed that hepatocytes at the same time perform the functions of an auxiliary liver, and, possibly, stimulate regenerative processes in the patient's liver. In some cases, the effectiveness of using such systems for the treatment of liver failure (PN) has been shown.

Основным элементом системы "Биологическая искусственная печень" является биореактор. Биореактор, с одной стороны, должен обеспечивать содержание достаточно большого количества гепатоцитов, 5-10% от веса печени пациента, поскольку, согласно экспериментальным данным. именно такое количество необходимо для поддержания функций печени. С другой стороны, биореактор должен иметь небольшой объем заполнения жидкостью, не более 5-10% объема крови пациента. Следовательно, биореактор должен обеспечивать поддержание высокой функциональной активности большого количества гепатоцитов в малом объеме, то есть, при плотности распределения клеток, приближающейся к тканевой. The main element of the Biological Artificial Liver system is a bioreactor. The bioreactor, on the one hand, should provide a sufficiently large amount of hepatocytes, 5-10% of the patient’s liver weight, because, according to experimental data. just such an amount is necessary to maintain liver function. On the other hand, the bioreactor should have a small volume of liquid filling, not more than 5-10% of the patient’s blood volume. Therefore, the bioreactor must ensure the maintenance of high functional activity of a large number of hepatocytes in a small volume, that is, with a distribution density of cells approaching tissue.

Известен биореактор для лечения ПН, включающий в себя корпус, содержащий пучок полупроницаемых полых волокон, вокруг которых размещены живые изолированные гепатоциты, а внутри волокон осуществляется проток крови (плазмы) больного (см.: Патент США N 5,043.260, 27.08.1991). Known bioreactor for the treatment of PN, including a housing containing a bunch of semipermeable hollow fibers, around which live isolated hepatocytes are placed, and inside the fibers is the blood (plasma) duct of the patient (see: US Patent N 5,043.260, 08/27/1991).

Недостатком биореактора является то, что в нем используются изолированные гепатоциты, технология получения которых достаточно трудоемкая и дорогостоящая. Другим недостатком является усложнение технологии подготовки биореактора к использованию, связанное с необходимостью иммобилизации клеток при помощи специальных агентов, поскольку без этой процедуры изолированные гепатоциты быстро утрачивают функциональную активность. The disadvantage of the bioreactor is that it uses isolated hepatocytes, the technology for which is quite time-consuming and expensive. Another disadvantage is the complication of the technology for preparing a bioreactor for use, associated with the need to immobilize cells using special agents, since without this procedure isolated hepatocytes quickly lose their functional activity.

Известен также аппарат для лечения ПН, в котором использованы срезы ткани печени с живыми клетками в них, размещенные слоями в перфузируемом биореакторе (см. : Am. J. Surg., 1973, vol. 126, July, p.20-24). Приготовление срезов ткани является более простой и менее дорогостоящей процедурой, чем выделение изолированных гепатоцитов. При этом сохраняется естественное тканевое микроокружение гепатоцитов, что обеспечивает длительное сохранение ими высокой функциональной активности. Also known apparatus for the treatment of PN, which used sections of liver tissue with living cells in them, placed in layers in a perfused bioreactor (see: Am. J. Surg., 1973, vol. 126, July, p.20-24). Preparation of tissue sections is a simpler and less expensive procedure than isolation of isolated hepatocytes. At the same time, the natural tissue microenvironment of hepatocytes is preserved, which ensures their long-term preservation of high functional activity.

Недостатком биореактора является способ размещения срезов ткани в биореакторе, что приводит к ограниченному массообмену между биологической жидкостью и гепатоцитами. Срезы не распределены равномерно по всему объему реактора, а скомпонованы в виде плат. Это ухудшает обтекание жидкостью каждого среза в отдельности. Кроме того, массообмен между жидкостью и плоской поверхностью среза, а тем более платы, осуществляется в одном направлении, перпендикулярном к поверхности ткани, т.е. является одномерным, следовательно - ограниченным. The disadvantage of a bioreactor is a method of placing tissue sections in a bioreactor, which leads to a limited mass transfer between the biological fluid and hepatocytes. Slices are not evenly distributed throughout the reactor volume, but arranged in the form of boards. This worsens the fluid flow around each section individually. In addition, mass transfer between the liquid and the flat surface of the slice, and even more so the board, is carried out in one direction perpendicular to the surface of the fabric, i.e. is one-dimensional, therefore - limited.

Наиболее близким, принятым за прототип, является Искусственная печень (см.: Патент США N 5,270,192, 14.12.93). Аппарат представляет собой биореактор колоночного типа. Он состоит из корпуса с патрубками для подвода и отвода биологической жидкости, заполненного частицами нейтрального носителя и гепатоцитами. В качестве частиц носителя используются стеклянные шарики диаметром 1-3 мм. Частицы носителя создают объемную матрицу, в которой в пустотах между частицами формируются и удерживаются многоклеточные агрегаты гепатоцитов. Биологическая жидкость перфузируется через колонку сверху вниз и непосредственно омывает клеточные агрегаты, распределенные с помощью носителя по всему объему реактора. The closest adopted for the prototype is Artificial liver (see: US Patent N 5,270,192, 12/14/93). The apparatus is a column type bioreactor. It consists of a housing with nozzles for supplying and discharging biological fluid filled with particles of a neutral carrier and hepatocytes. As carrier particles, glass balls with a diameter of 1-3 mm are used. The carrier particles create a three-dimensional matrix in which multicellular hepatocyte aggregates are formed and held in the voids between the particles. The biological fluid is perfused through the column from top to bottom and directly washes the cell aggregates distributed by the carrier throughout the reactor volume.

Недостатками аппарата являются использование в нем изолированных гепатоцитов и необходимость формирования клеточных агрегатов в реакторе путем пропускания через него суспензии клеток в течение 2-х или более часов. При этом размеры формирующихся агрегатов не контролируются, что может приводить к возникновению некрозов в центре больших агрегатов. Кроме того, существует возможность неравномерного пространственного распределения клеточных агрегатов в реакторе. Это может создать неоднородности в потоке жидкости через реактор, т. е. неодинаковое смывание клеточных агрегатов, и ухудшить массообмен между гепатоцитами и жидкостью. Пространственное распределение агрегатов клеток в данном аппарате обеспечивается носителем - шариками из стекла, в пустотах между которыми формируются агрегаты. Каждый агрегат непосредственно прилегает к одному или к большему числу стеклянных шариков. При этом стекло изолирует агрегат от жидкости и таким образом существенно ограничивает его массообмен. The disadvantages of the apparatus are the use of isolated hepatocytes in it and the need to form cell aggregates in the reactor by passing through it a suspension of cells for 2 or more hours. Moreover, the sizes of the forming aggregates are not controlled, which can lead to the appearance of necrosis in the center of large aggregates. In addition, there is the possibility of uneven spatial distribution of cell aggregates in the reactor. This can create heterogeneities in the fluid flow through the reactor, i.e., unequal flushing of cell aggregates, and impair mass transfer between hepatocytes and the fluid. The spatial distribution of cell aggregates in this apparatus is provided by the carrier - balls of glass, in the voids between which aggregates are formed. Each unit is directly adjacent to one or more glass balls. At the same time, glass isolates the unit from the liquid and thus significantly limits its mass transfer.

Целью настоящего изобретения является создание биологической искусственной печени, которая позволяет упростить использование биологически активных гепатоцитов, обеспечить эффективный массообмен между гепатоцитами и биологической жидкостью (кровью, плазмой) и добиться улучшения биохимических показателей крови и выживаемости при лечении острого поражения печени. The aim of the present invention is the creation of a biological artificial liver, which allows to simplify the use of biologically active hepatocytes, to ensure effective mass transfer between hepatocytes and biological fluid (blood, plasma) and to improve blood biochemical parameters and survival in the treatment of acute liver damage.

Поставленная цель достигается тем, что в известной биологической искусственной печени, содержащей корпус с патрубками для подвода и отвода биологической жидкости, частицы нейтрального носителя и гепатоциты, согласно предлагаемому изобретению, гепатоциты находятся во фрагментах ткани печени, частицы носителя выполнены из диффузионно проницаемого материала, фрагменты ткани и частицы носителя берутся в количественном соотношении 1:2 - 1:10 и имеют размеры a·a·b, где a=0,4-0,6 мм, b=0.4-3 мм. В частном случае частицы носителя выполнены из агарозного геля. This goal is achieved by the fact that in a known biological artificial liver containing a housing with nozzles for supplying and discharging biological fluid, particles of a neutral carrier and hepatocytes according to the invention, hepatocytes are in fragments of liver tissue, carrier particles are made of diffusion-permeable material, fragments of tissue and carrier particles are taken in a quantitative ratio of 1: 2 - 1:10 and have dimensions a · a · b, where a = 0.4-0.6 mm, b = 0.4-3 mm. In the particular case, the carrier particles are made of agarose gel.

Использование тканевых фрагментов печени существенно упрощает применение гепатоцитов в биологической искусственной печени. Нарезка ткани печени является быстрым и технологически отработанным процессом, при этом не нужны дорогостоящие ферменты и ростовые среды. При нарезке сохраняется природный межклеточный матрикс, что обуславливает длительную высокую функциональную активность гепатоцитов. The use of tissue fragments of the liver greatly simplifies the use of hepatocytes in a biological artificial liver. Liver tissue cutting is a fast and technologically advanced process, and expensive enzymes and growth media are not needed. When slicing, the natural intercellular matrix is preserved, which determines the long-term high functional activity of hepatocytes.

Применение частиц, выполненных из диффузионно проницаемого материала, позволяет улучшить массообмен между гепатоцитами и биологической жидкостью. Это обеспечивается тем, что массообмен происходит теперь не только при непосредственном контакте ткани и жидкости, но и в местах тесных контактов частиц ткани и носителя путем диффузии веществ через материал носителя и далее в жидкость. The use of particles made of diffusion-permeable material can improve the mass transfer between hepatocytes and biological fluid. This is ensured by the fact that mass transfer now occurs not only in direct contact of tissue and liquid, but also in places of close contact of tissue and carrier particles by diffusion of substances through the carrier material and further into the liquid.

Фрагменты ткани и частицы носителя берутся в количественном соотношении 1: 2 - 1:10 и имеют размеры а·а·в, где а=0.4-0.6 мм, в=0.4-3 мм. Фрагменты ткани указанных размеров содержат всего несколько тысяч клеток, что позволяет избежать ограничений для массообмена между гепатоцитами, расположенными внутри фрагментов, и биологической жидкостью. При количественном соотношении фрагментов ткани и частиц носителя 1:2 - 1:10 обеспечивается сохранение их однородного пространственного расположения в биореакторе в потоке биологической жидкости. При меньшем соотношении ухудшается пространственная изоляция фрагментов друг от друга, возрастает количество непосредственных контактов между фрагментами. Такое слипание фрагментов ухудшает массообмен гепатоцитов с биологической жидкостью. Кроме того, с увеличением доли тканевых фрагментов возрастает вероятность образования больших пластов ткани в результате деформации и слипания фрагментов, что приводит к остановке потока и отказу системы. Соотношение между частицами носителя и фрагментами ткани больше 1:10 приведет к неоправданному увеличению объема реактора, который, как упоминалось, должен быть небольшим. Tissue fragments and carrier particles are taken in a quantitative ratio of 1: 2 - 1:10 and have dimensions a · a · b, where a = 0.4-0.6 mm, b = 0.4-3 mm. Tissue fragments of the indicated sizes contain only a few thousand cells, which avoids the restrictions on mass transfer between hepatocytes located inside the fragments and biological fluid. With a quantitative ratio of tissue fragments and carrier particles of 1: 2 - 1:10, their uniform spatial location in the bioreactor is maintained in the flow of biological fluid. At a lower ratio, the spatial isolation of the fragments from each other worsens, and the number of direct contacts between the fragments increases. Such coalescence of fragments affects the mass transfer of hepatocytes with biological fluid. In addition, with an increase in the proportion of tissue fragments, the likelihood of the formation of large layers of tissue as a result of deformation and adhesion of fragments increases, which leads to a stop of the flow and failure of the system. A ratio between carrier particles and tissue fragments greater than 1:10 will lead to an unjustified increase in reactor volume, which, as mentioned, should be small.

В частном случае в качестве материала частиц носителя используется агарозный гель. Агарозный гель хорошо проницаем даже для высокомолекулярных соединений, например белков, а для низкомолекулярных соединений скорость диффузии в агарозном геле практически не отличается от скорости диффузии в воде. Агароза биологически инертна, обладает низкой тромбогенностью. Плотность частиц носителя, изготовленных из агарозного геля, близка к плотности фрагментов ткани, что определяет их однородное распределение после перемешивания и оседания. Гель агарозы легко приготавливается и нарезается до нужных размеров. Преимуществом использования геля является также то, что в него можно ввести в процессе приготовления антикоагулянты, например гепарин, с целью уменьшения тромбогенности частиц носителя, что может оказаться важным при его практическом использовании. In a particular case, an agarose gel is used as the material of the carrier particles. An agarose gel is well permeable even for high molecular weight compounds, for example proteins, and for low molecular weight compounds, the diffusion rate in an agarose gel is practically the same as the diffusion rate in water. Agarose is biologically inert, has a low thrombogenicity. The density of carrier particles made from agarose gel is close to the density of tissue fragments, which determines their uniform distribution after mixing and sedimentation. Agarose gel is easily prepared and cut to the desired size. The advantage of using the gel is also that anticoagulants, for example, heparin, can be introduced into it during the preparation process in order to reduce the thrombogenicity of carrier particles, which may be important in its practical use.

Таким образом, предлагаемая биологическая искусственная печень позволяет использовать гепатоциты в технологически наиболее простом варианте - в виде фрагментов ткани печени. Использование пористого носителя из агарозного геля и выбор указанных размеров частиц носителя и фрагментов ткани, а также их количественного соотношения обеспечивают эффективный массообмен между гепатоцитами и потоком биологической жидкости (крови, плазмы), что является необходимым условием для лечения ПН. Thus, the proposed biological artificial liver allows the use of hepatocytes in the technologically most simple form - in the form of fragments of liver tissue. The use of a porous carrier from an agarose gel and the choice of the indicated particle sizes of the carrier and tissue fragments, as well as their quantitative ratio, ensure effective mass transfer between hepatocytes and the flow of biological fluid (blood, plasma), which is a necessary condition for the treatment of PN.

На чертеже приведена схема аппарата. The drawing shows a diagram of the apparatus.

Предложенная биологическая искусственная печень состоит из корпуса 2 с патрубками для подвода 1 и отвода 6 биологической жидкости и фильтром 5. Биореактор содержит частицы носителя 3 и размещенные между ними фрагменты печени 4. The proposed biological artificial liver consists of a housing 2 with nozzles for supplying 1 and 6 of biological fluid and a filter 5. The bioreactor contains carrier particles 3 and fragments of the liver 4 placed between them.

Аппарат работает следующим образом. Фрагменты ткани печени размерами a·a·b, где a=0.4-0.6 мм, b=0.4-3 мм, приготавливаются с помощью специального прибора, обеспечивающего стандартность размеров фрагментов при нарезке мягких тканей и сохранение жизнеспособности клеток в них (Н. McIlwain, H.L. Buddle, Biochem. J. , 1953, v.53, 3, 412-420). Частицы носителя таких же размеров и формы нарезаются из застывшего агарозного геля (2-5% агарозы в 0.8%-ном растворе NaCl с добавлением 100 ед гепарина на 1 мл геля). В аппарат вносят взвесь частиц носителя в фосфатном буфере, затем взвесь фрагментов ткани в объемном соотношении 2:1 - 10:1 и перемешивают их. После оседания частиц осуществляется проток 0.8%-ного раствора NaCl через биореактор с помощью перистальтического насоса в течение 30 мин. После этого гепаринизированная кровь (артериальная или оксигенированная венозная) или плазма крови подается в аппарат с помощью перистальтического насоса, пропускается через слой носителя с фрагментами ткани и возвращается в венозное русло. Фильтр обеспечивает удержание фрагментов ткани и частиц носителя в биореакторе. Продолжительность процедуры - несколько часов. После завершения цикла экстракорпоральной перфузии аппарат отключается от кровотока. The device operates as follows. Fragments of liver tissue with dimensions a · a · b, where a = 0.4-0.6 mm, b = 0.4-3 mm, are prepared using a special device that ensures the standard size of fragments when cutting soft tissues and preserves cell viability in them (N. McIlwain, HL Buddle, Biochem. J., 1953, v. 53, 3, 412-420). Carrier particles of the same size and shape are cut from a solidified agarose gel (2-5% agarose in a 0.8% NaCl solution with the addition of 100 units of heparin per 1 ml of gel). A suspension of carrier particles in a phosphate buffer is introduced into the apparatus, then a suspension of tissue fragments in a volume ratio of 2: 1 - 10: 1 and mixed. After settling of the particles, a 0.8% NaCl solution flows through the bioreactor using a peristaltic pump for 30 minutes. After that, heparinized blood (arterial or oxygenated venous) or blood plasma is supplied to the apparatus using a peristaltic pump, passed through a carrier layer with tissue fragments and returned to the venous bed. The filter provides retention of tissue fragments and carrier particles in the bioreactor. The duration of the procedure is several hours. After the completion of the extracorporeal perfusion cycle, the apparatus is disconnected from the bloodstream.

Пример 1. Крыса линии Wistar, вес 360 г, самец, экспериментальное острое токсическое поражение печени, вызванное введением интраперитонеально четыреххлористого углерода за 24 часа до подключения. В момент подключения к биологической искусственной печени уровень аланинтрансаминазы (АЛТ) в крови увеличен в 57 раз и уровень лактатдегидрогеназы (ЛДГ) - в 11 раз по сравнению с нормой. Размеры фрагментов ткани печени и частиц носителя -0.4 x 0.4 x 0.4-1 мм. Соотношение фрагментов ткани и частиц носителя - 1:6. Объем биореактора - 6 мл, длительность подключения 4 ч, скорость перфузии крови 30 мл/ч. В ходе подключения анализировались содержание в крови аммония, повышение уровня которого в крови при острой ПН играет основную роль в развитии энцефалопатии с последующей гибелью. Наблюдалось снижение уровня аммония в крови с 343 мкМ в начале до 200 мкМ в конце подключения при норме 40 мкМ. В дальнейшем животное выжило. Люминесцентный микроскопический анализ показал сохранение жизнеспособности гепатоцитов в биореакторе после 4 ч подключения к животному. Подключение другого животного с аналогичными параметрами острого токсического поражения печени к биореактору, заполненному частицами носителя, без фрагментов печени, не вызвало уменьшение аммония в крови. Содержание аммония в крови продолжало возрастать и животное погибло. Example 1. A Wistar rat, weight 360 g, male, experimental acute toxic liver damage caused by the introduction of intraperitoneally carbon tetrachloride 24 hours before connection. At the time of connection to a biological artificial liver, the level of alanine transaminase (ALT) in the blood is increased by 57 times and the level of lactate dehydrogenase (LDH) is 11 times compared with the norm. The sizes of fragments of liver tissue and carrier particles are 0.4 x 0.4 x 0.4-1 mm. The ratio of tissue fragments and carrier particles is 1: 6. The volume of the bioreactor is 6 ml, the duration of the connection is 4 hours, the blood perfusion rate is 30 ml / h. During the connection, the blood ammonium content was analyzed, an increase in the level of which in the blood during acute PN plays a major role in the development of encephalopathy with subsequent death. There was a decrease in the level of ammonia in the blood from 343 μM at the beginning to 200 μM at the end of the connection at a rate of 40 μM. In the future, the animal survived. Luminescent microscopic analysis showed the preservation of hepatocyte viability in the bioreactor after 4 hours of connection to the animal. Connecting another animal with similar parameters of acute toxic liver damage to a bioreactor filled with carrier particles without fragments of the liver did not cause a decrease in ammonia in the blood. The ammonia content in the blood continued to increase and the animal died.

Пример 2. Крыса линии Wistar, вес 380 г, самец, экспериментальное острое токсическое поражение печени, вызванное введением интраперитонеально четыреххлористого углерода за 24 ч до подключения. В момент подключения уровень АЛТ увеличен в 24 раза по сравнению с нормой, уровень ЛДГ - в 5.5 раза по сравнению с нормой. Размеры фрагментов ткани печени и частиц носителя - 0.6 x 0.6 x 1-3 мм, соотношение фрагментов ткани и частиц носителя - 1:2. Объем биореактора - 4.5 мл, длительность подключения 4 ч, скорость перфузии крови 30 мл/ч. В ходе подключения анализировалось содержание в крови глюкозы, уровень которой в норме поддерживается печенью на постоянном уровне и снижается при ПН пропорционально тяжести поражения. Наблюдалось повышение уровня глюкозы в крови с 7.4 мМ в начале до 10.0 мМ в конце подключения при нормальном значении 11.4 мМ. В дальнейшем животное выжило. Подключение другого животного с аналогичными параметрами острого токсического поражения печени к биореактору, заполненному частицами носителя без фрагментов печени, не обеспечило нормализацию уровня глюкозы. Содержание глюкозы в крови продолжало падать и животное погибло. Example 2. A Wistar rat, weight 380 g, male, experimental acute toxic liver damage caused by the introduction of intraperitoneally carbon tetrachloride 24 hours before connection. At the time of connection, the ALT level was increased 24 times compared to the norm, the LDH level was 5.5 times compared to the norm. The sizes of liver tissue fragments and carrier particles are 0.6 x 0.6 x 1-3 mm, the ratio of tissue fragments and carrier particles is 1: 2. The volume of the bioreactor is 4.5 ml, the duration of the connection is 4 hours, the blood perfusion rate is 30 ml / h. During the connection, the blood glucose was analyzed, the level of which is normally maintained by the liver at a constant level and decreases with PN in proportion to the severity of the lesion. There was an increase in blood glucose from 7.4 mm at the beginning to 10.0 mm at the end of the connection with a normal value of 11.4 mm. In the future, the animal survived. Connecting another animal with similar parameters of acute toxic liver damage to a bioreactor filled with carrier particles without liver fragments did not provide normalization of glucose levels. Blood glucose continued to fall and the animal died.

Пример 3. Крысы-самцы линии Wistar весом 350-410 г с экспериментальным острым токсическим поражением печени, вызванным введением интраперитонеально четыреххлористого углерода за 24 ч до подключения, подключались к аппарату, содержащему фрагменты ткани и частицы носителя (опыт, 6 животных) и к аппарату, содержащему только частицы носителя (контроль, 5 животных). Объем биореактора - 5-6 мл, отношение количества фрагментов ткани и частиц носителя 1: 4, размеры фрагментов ткани печени и частиц носителя - 0.5 x 0.5 x 1-3 мм, длительность подключения 4 ч, скорость перфузии крови 30 мл/ч. Показано статистически достоверное улучшение биохимических параметров крови (аммоний, глюкоза, ряд аминокислот), гибель животных составила в опыте 17%, в контроле - 60%. Example 3. Male rats of the Wistar strain weighing 350-410 g with experimental acute toxic liver damage caused by the administration of intraperitoneally carbon tetrachloride 24 hours before the connection, were connected to an apparatus containing tissue fragments and carrier particles (experiment, 6 animals) and to the apparatus containing only carrier particles (control, 5 animals). The volume of the bioreactor is 5-6 ml, the ratio of the number of tissue fragments and carrier particles is 1: 4, the size of liver tissue fragments and carrier particles is 0.5 x 0.5 x 1-3 mm, the connection time is 4 hours, and the blood perfusion rate is 30 ml / h. A statistically significant improvement in blood biochemical parameters (ammonium, glucose, a number of amino acids) was shown, the death of animals in the experiment was 17%, in the control - 60%.

Таким образом, предлагаемый аппарат позволяет упростить использование биологически активных гепатоцитов за счет применения фрагментов печени, обеспечить эффективный массообмен между гепатоцитами и потоком биологической жидкости (крови, плазмы) за счет выбора пористого носителя, размеров частиц носителя и фрагментов ткани, а также их количественного соотношения, и позволяет добиться улучшения биохимических показателей крови и выживаемости при лечении острого поражения печени. Thus, the proposed apparatus allows to simplify the use of biologically active hepatocytes due to the use of liver fragments, to ensure effective mass transfer between hepatocytes and the flow of biological fluid (blood, plasma) due to the choice of a porous carrier, the size of carrier particles and tissue fragments, as well as their quantitative ratio, and allows to improve blood biochemical parameters and survival in the treatment of acute liver damage.

Claims

1. Biologically artificial liver, comprising a housing with nozzles for supplying and discharging biological fluid, including hepatocytes and particles of a neutral carrier, characterized in that the hepatocytes are located in fragments of liver tissue, carrier particles are made of diffusion-permeable material, while tissue fragments and carrier particles mixed in a quantitative ratio of 1: 2 - 1: 10 and have the dimensions a · a · b, where a = 0.4 - 0.6 mm, b = 0.4 - 3 mm.

2. Biologically artificial liver according to claim 1, characterized in that the carrier particles are made of agarose gel.