賈星航 宋如生

摘要：本文對(duì)李蘭娟院士及其團(tuán)隊(duì)在人工肝相關(guān)裝置、感染微生態(tài)學(xué)和傳染病檢測(cè)等領(lǐng)域取得的主要專(zhuān)利成果進(jìn)行分析。通過(guò)對(duì)專(zhuān)利申請(qǐng)的申請(qǐng)趨勢(shì)、審查結(jié)論及法律狀態(tài)、主要申請(qǐng)人、主分類(lèi)號(hào)和海外布局等情況進(jìn)行了研究，對(duì)其專(zhuān)利申請(qǐng)中涉及的重點(diǎn)技術(shù)進(jìn)行了分析。力圖全面系統(tǒng)地反映該團(tuán)隊(duì)的專(zhuān)利技術(shù)的發(fā)展及現(xiàn)狀，以期對(duì)我國(guó)相應(yīng)產(chǎn)業(yè)研究、發(fā)展、成果運(yùn)用提供借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：李蘭娟;專(zhuān)利;人工肝;感染微生態(tài)學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)：R318 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2020）06-0050-08

1 引言

2020年春節(jié)前夕，新型冠狀病毒肺炎在武漢集中爆發(fā)，為阻斷疫情向全國(guó)蔓延，李蘭娟院士率先提出武漢封城的建議。事實(shí)證明，封城建議對(duì)延緩和阻斷疫情傳播起到了極大地作用。

李蘭娟，中國(guó)工程院院士，浙江大學(xué)教授、主任醫(yī)師、博士生導(dǎo)師?，F(xiàn)為傳染病診治國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任，感染性疾病診治協(xié)同創(chuàng)新中心主任，兼任教育部科技委生物與醫(yī)學(xué)學(xué)部主任，中華預(yù)防醫(yī)學(xué)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)等。承擔(dān)了國(guó)家“863”“973”“十五”攻關(guān)、國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目等課題20余項(xiàng)，發(fā)表論文400余篇。獲國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)2項(xiàng)、國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)（創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)獎(jiǎng)）1項(xiàng)、國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)2項(xiàng)、浙江省科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)6項(xiàng)。獲“全國(guó)優(yōu)秀科技工作者”和“全國(guó)杰出專(zhuān)業(yè)技術(shù)人才”稱(chēng)號(hào)、何梁何利基金科技進(jìn)步獎(jiǎng)、光華工程科技獎(jiǎng)等[1]。

對(duì)李蘭娟院士及其團(tuán)隊(duì)的主要科學(xué)技術(shù)成就和專(zhuān)利技術(shù)進(jìn)行分析，有助于對(duì)我國(guó)應(yīng)對(duì)各種突發(fā)公共衛(wèi)生事件，并借此對(duì)我國(guó)相應(yīng)產(chǎn)業(yè)未來(lái)的研究、發(fā)展、成果運(yùn)用提供借鑒和參考。

2 李蘭娟院士的主要科學(xué)技術(shù)成就

自1986年開(kāi)始，李蘭娟團(tuán)隊(duì)就開(kāi)展了人工肝治療肝衰竭的研究，并成功創(chuàng)建獨(dú)特有效的李氏人工肝系統(tǒng)，該研究成果于1998年獲得國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。經(jīng)改進(jìn)的非生物型人工肝系統(tǒng)，使急性、亞急性重型肝炎的病死率由88.1%顯著降至21.1%，慢性重型肝炎的病死率由84.6%顯著降至56.6%[2]，為普及人工肝技術(shù)，該團(tuán)隊(duì)成立人工肝培訓(xùn)中心、舉辦全國(guó)及國(guó)際性人工肝學(xué)術(shù)會(huì)議和繼續(xù)教育學(xué)習(xí)班，毫無(wú)保留地向全國(guó)各省市醫(yī)院進(jìn)行推廣李氏人工肝治療方法。

1994年，建立感染微生態(tài)學(xué)，從微生態(tài)角度審視感染的發(fā)生、發(fā)展和結(jié)局，率先全面揭示肝病腸道微生態(tài)宏基因組變化規(guī)律，創(chuàng)立微生態(tài)干預(yù)防治重癥肝病新策略;并發(fā)現(xiàn)了微生態(tài)失衡在重癥肝病發(fā)生發(fā)展中的作用機(jī)制，成功培育當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)唯一的無(wú)菌大鼠并通過(guò)國(guó)家鑒定，為腸道微生態(tài)-代謝-免疫-感染的互動(dòng)關(guān)系研究提供高等級(jí)動(dòng)物平臺(tái)。揭示耐藥規(guī)律，及時(shí)準(zhǔn)確檢測(cè)耐藥菌，為合理應(yīng)用抗菌藥物提供感染微生態(tài)學(xué)依據(jù)。該技術(shù)成果榮獲2007年國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。

近年來(lái)承擔(dān)SARS、手足口病、地震災(zāi)后防疫、甲型H1N1等傳染病診治研究任務(wù)，尤其在防控人感染H7N9禽流感救治研究中取得眾多原創(chuàng)性成果。首次揭示人感染H7N9禽流感病毒重癥患者中的“細(xì)胞因子風(fēng)暴”是疾病重癥化的主要因素。采用人工肝血液凈化系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱(chēng)人工肝）能清除炎癥因子，阻斷“細(xì)胞因子風(fēng)暴”，減輕炎癥反應(yīng)對(duì)機(jī)體的損傷。在救治人感染H7N9禽流感危重病人方面，創(chuàng)造性提出了“四抗二平衡”的救治策略，顯著降低了病死率[3]。并且，“四抗二平衡”技術(shù)納入《國(guó)家人感染H7N9禽流感防治指南》和世界衛(wèi)生組織臨床救治指南，“以防控人感染H7N9禽流感為代表的新發(fā)傳染病防治體系重大創(chuàng)新和技術(shù)突破項(xiàng)目”榮獲2017年度國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)。

在此次抗擊新冠疫情中，該團(tuán)隊(duì)不僅積極為國(guó)建言獻(xiàn)策，更是深入臨床一線(xiàn)紅區(qū)救治重癥患者，尤其是2019冠狀病毒病診療浙江經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)多學(xué)科協(xié)作個(gè)性化治療，以“四抗二平衡”為重點(diǎn)的綜合治療提高治愈率、降低病死率[4]。為我國(guó)成功應(yīng)對(duì)2019冠狀病毒病、保障社會(huì)穩(wěn)定與經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。

3 數(shù)據(jù)來(lái)源及分析工具

利用在incoPat數(shù)據(jù)庫(kù)中，以發(fā)明人/申請(qǐng)人“李蘭娟”為入口進(jìn)行檢索，日期截至2020年2月22日，經(jīng)人工篩選去噪，獲得167件專(zhuān)利申請(qǐng)。本文采用Excel為主要分析軟件結(jié)合手工標(biāo)引，對(duì)李蘭娟院士及其團(tuán)隊(duì)的專(zhuān)利申請(qǐng)概況、專(zhuān)利技術(shù)分布及重點(diǎn)技術(shù)等方面進(jìn)行分析。

4 李蘭娟院士及其團(tuán)隊(duì)的專(zhuān)利申請(qǐng)概括分析

4.1 申請(qǐng)趨勢(shì)分析

以時(shí)間為脈絡(luò)，分析該團(tuán)隊(duì)所有專(zhuān)利申請(qǐng)的變化趨勢(shì)。從圖1可以看出，在2003年該團(tuán)隊(duì)就開(kāi)始著手專(zhuān)利布局，提交了第一件人工肝支持裝置的專(zhuān)利申請(qǐng)。由于人工肝治療方法突出療效，該團(tuán)隊(duì)在2004—2018年期間共計(jì)申請(qǐng)44件涉及人工肝領(lǐng)域的專(zhuān)利申請(qǐng)，尤其是2009年專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量高達(dá)10件。從申請(qǐng)類(lèi)型來(lái)看，隨著產(chǎn)品研發(fā)的成熟化，該團(tuán)隊(duì)的專(zhuān)利申請(qǐng)呈現(xiàn)出由實(shí)用新型向發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)進(jìn)行保護(hù)的變化，尤其是2015年以后，該團(tuán)隊(duì)全部專(zhuān)利申請(qǐng)的類(lèi)型均是發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)。

4.2 專(zhuān)利申請(qǐng)審查結(jié)論及法律狀態(tài)

李蘭娟院士及其團(tuán)隊(duì)提交的167件專(zhuān)利申請(qǐng)中，包括發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)145件、實(shí)用新型專(zhuān)利申請(qǐng)21件（全部授權(quán)，目前有5件專(zhuān)利權(quán)有效）、外觀設(shè)計(jì)專(zhuān)利申請(qǐng)1件（已失效），總授權(quán)率為61%。145件發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)中，在審38件，已結(jié)案107件。在已審結(jié)的107件發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)中，80件發(fā)明專(zhuān)利獲得授權(quán)，授權(quán)率為75%。在已授權(quán)的發(fā)明專(zhuān)利中，75件維持專(zhuān)利權(quán)有效狀態(tài)。

4.3 主要申請(qǐng)人分析

從申請(qǐng)人提出的專(zhuān)利申請(qǐng)數(shù)量入手，對(duì)李蘭娟院士及其團(tuán)隊(duì)的主要專(zhuān)利申請(qǐng)人進(jìn)行了分析，如圖3所示，浙江大學(xué)和浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬第一醫(yī)院是該團(tuán)隊(duì)所在的機(jī)構(gòu)，貢獻(xiàn)了絕大多數(shù)的專(zhuān)利申請(qǐng)。威海威高生命科技有限公司隸屬于威高集團(tuán)，是該團(tuán)隊(duì)研發(fā)的血漿置換吸附過(guò)濾相關(guān)專(zhuān)利的轉(zhuǎn)化基地。杭州華卓信息科技有限公司是該團(tuán)隊(duì)在開(kāi)發(fā)智能人工智能醫(yī)療體系的轉(zhuǎn)化基地。個(gè)人專(zhuān)利申請(qǐng)主要是以翁炳煥為主，分析發(fā)現(xiàn)處于有效狀態(tài)的專(zhuān)利共計(jì)30件，有11件專(zhuān)利申請(qǐng)?jiān)谑跈?quán)后進(jìn)行了專(zhuān)利權(quán)轉(zhuǎn)讓。其中，受讓人為杭州同創(chuàng)醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室有限公司、浙江同創(chuàng)醫(yī)療科技有限公司和紹興同創(chuàng)醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)所有限公司均是隸屬于由院士團(tuán)隊(duì)發(fā)起創(chuàng)辦的樹(shù)蘭醫(yī)療集團(tuán)，也是李蘭娟院士及其團(tuán)隊(duì)的產(chǎn)學(xué)研轉(zhuǎn)化基地。除此之外，該團(tuán)隊(duì)與杭州博賽基因診斷技術(shù)有限公司合作開(kāi)發(fā)的SARS病毒的基因檢測(cè)試劑盒。另外，該團(tuán)隊(duì)還與廈門(mén)大學(xué)進(jìn)行合作開(kāi)發(fā)了一種利用干細(xì)胞構(gòu)建的人源化乙型肝炎鼠模型，對(duì)于慢性乙型肝炎藥物的研發(fā)具有重大意義。

4.4 主分類(lèi)號(hào)分析

對(duì)李蘭娟院士及其團(tuán)隊(duì)的發(fā)明及實(shí)用新型專(zhuān)利申請(qǐng)的IPC主分類(lèi)號(hào)所屬小類(lèi)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，初步分析該團(tuán)隊(duì)專(zhuān)利技術(shù)所屬的領(lǐng)域。由圖5可知，A61M（涉及將介質(zhì)輸入人體內(nèi)或輸?shù)饺梭w上的器械;為轉(zhuǎn)移人體介質(zhì)或?yàn)閺娜梭w內(nèi)取出介質(zhì)的器械;用于產(chǎn)生或結(jié)束睡眠或昏迷的器械）、C12N（微生物或酶;其組合物;繁殖、保藏或維持微生物;變異或遺傳工程;培養(yǎng)基）和C12Q（包含酶、核酸或微生物的測(cè)定或檢驗(yàn)方法;其所用的組合物或試紙;這種組合物的制備方法;在微生物學(xué)方法或酶學(xué)方法中的條件反應(yīng)控制）的專(zhuān)利申請(qǐng)占比超過(guò)60%。通過(guò)主分類(lèi)號(hào)占比情況初步可以判定，該團(tuán)隊(duì)在儀器裝置、微生物及其檢測(cè)等領(lǐng)域投入了大量的研究精力，為疾病的早期診斷和后期治療提供了強(qiáng)有力的科研保障。

4.5 海外專(zhuān)利布局情況

從表1可知，李蘭娟院士及其團(tuán)隊(duì)有5件專(zhuān)利進(jìn)行了海外專(zhuān)利布局。在技術(shù)方面，涉及人源化肝炎鼠模型、生物反應(yīng)器和藥劑領(lǐng)域的專(zhuān)利申請(qǐng)。除CN201610125231.4外，其余專(zhuān)利申請(qǐng)的同族申請(qǐng)均進(jìn)入美國(guó)。

5 李蘭娟院士及其團(tuán)隊(duì)的專(zhuān)利技術(shù)分析

除去外觀設(shè)計(jì)，針對(duì)李蘭娟院士及其團(tuán)隊(duì)在CNABS庫(kù)中的166件發(fā)明及實(shí)用新型專(zhuān)利申請(qǐng)的技術(shù)、功效和審查狀態(tài)進(jìn)行人工標(biāo)引，獲得圖6。由圖6可知，用于個(gè)體防治的儀器設(shè)備和用于診斷檢測(cè)的操作方法是該團(tuán)隊(duì)布局最多的專(zhuān)利技術(shù)，此外在科學(xué)研究和智能醫(yī)療領(lǐng)域，該團(tuán)隊(duì)也進(jìn)行了大量研究和專(zhuān)利布局。針對(duì)此，下文僅針對(duì)用于個(gè)體防治的儀器設(shè)備和用于診斷檢測(cè)的操作方法中的重點(diǎn)技術(shù)做詳細(xì)的進(jìn)一步分析。

5.1 人工肝領(lǐng)域

人工肝是暫時(shí)替代肝臟部分功能的體外支持系統(tǒng)，按類(lèi)型分為：非生物型人工肝、生物型人工肝和混合型人工肝。其中后兩類(lèi)是李蘭娟院士的主要科研攻關(guān)方向。通過(guò)對(duì)該團(tuán)隊(duì)的專(zhuān)利申請(qǐng)分析，發(fā)現(xiàn)在該團(tuán)隊(duì)的166件發(fā)明及實(shí)用新型專(zhuān)利申請(qǐng)中，涉及人工肝的相關(guān)專(zhuān)利申請(qǐng)共計(jì)45件，占比約27%，其中31件獲得授權(quán)，授權(quán)率高達(dá)68%。在這31件授權(quán)專(zhuān)利中，有17件處于專(zhuān)利權(quán)有效狀態(tài)，其中涉及發(fā)明專(zhuān)利15件，實(shí)用新型2件。對(duì)上述17件有效專(zhuān)利作技術(shù)特征進(jìn)一步的細(xì)分，得到圖7。由圖可知，李蘭娟院士及其團(tuán)隊(duì)主要是圍繞生物反應(yīng)器、儲(chǔ)液池等方面進(jìn)行專(zhuān)利技術(shù)研發(fā)。

5.1.1 重點(diǎn)技術(shù)-生物反應(yīng)器。在人工肝領(lǐng)域，生物反應(yīng)器作為生物型和混合型人工肝治療的核心裝置，不僅為外源性肝細(xì)胞和患者血液或血漿提供物質(zhì)交換的場(chǎng)所，又為肝細(xì)胞提供適宜的生長(zhǎng)環(huán)境。因此，該在生物反應(yīng)器方面的專(zhuān)利布局最為集中，在2007—2011年期間內(nèi)共計(jì)布局了10件相關(guān)專(zhuān)利，可以劃分為三個(gè)方向：細(xì)胞包裹/懸浮型生物反應(yīng)器、灌流床式/支架型生物反應(yīng)器和其他類(lèi)型的生物反應(yīng)器。

5.1.1.1 細(xì)胞包裹/懸浮型生物反應(yīng)器。傳統(tǒng)的微囊化肝細(xì)胞生物反應(yīng)器經(jīng)放大后會(huì)存在灌流死腔，導(dǎo)致大量微囊化的肝細(xì)胞低灌注狀態(tài)，甚至無(wú)效灌流，并且灌流液的高剪切力也會(huì)損傷固定化的微囊化肝細(xì)胞。針對(duì)此，李蘭娟院士及其團(tuán)隊(duì)對(duì)細(xì)胞包裹/懸浮型生物反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，分別提出了微囊懸浮型流化床式生物反應(yīng)器（CN200710070279.0）、微囊懸浮型攪拌池式生物反應(yīng)器（CN200910155040.2）、集成式微囊懸浮型流化床式生物反應(yīng)器（CN201110114838.X）。其中，微囊懸浮型流化床式生物反應(yīng)器的特點(diǎn)是采用漏斗形狀流化床式反應(yīng)器，在漏斗型反應(yīng)器兩端有緩沖區(qū)，使其液流相對(duì)比較平穩(wěn)，有利微囊做拋物線(xiàn)循環(huán)運(yùn)動(dòng)，更有利物質(zhì)進(jìn)行交換。然而，微囊懸浮型生物反應(yīng)器微囊懸浮型生物反應(yīng)器是需有一個(gè)泵以更大的泵速帶動(dòng)血漿形成充分的流速，因此，必須配備一儲(chǔ)液池，在來(lái)自人體的低速血漿泵速與推動(dòng)微囊灌流的高速泵速之間起到一定的緩沖作用。儲(chǔ)液池的設(shè)置勢(shì)必增加了體外流出的血漿量，對(duì)于治療對(duì)象總的血漿容量的要求有所提高，從而限制了人工肝治療的適用范圍。基于此，該團(tuán)隊(duì)相繼開(kāi)發(fā)了微囊懸浮型攪拌池式生物反應(yīng)器，該類(lèi)生物反應(yīng)器呈立體圓柱型，既借助氣壓平衡孔起到普通儲(chǔ)液池的緩沖作用，減少了整個(gè)系統(tǒng)中儲(chǔ)液池的配置，從而減少了體外流出的血漿容量，降低了治療過(guò)程中治療對(duì)象的血容量改變帶來(lái)的危險(xiǎn)，使得整個(gè)人工肝治療過(guò)程中的安全性得到增加;又通過(guò)磁力攪拌作用使得反應(yīng)器內(nèi)微囊成懸浮流動(dòng)狀態(tài)，從而充分與重肝血漿相互作用，更加有效的發(fā)揮生物人工肝的治療作用。在臨床實(shí)踐過(guò)程中，微囊懸浮型流化床式生物反應(yīng)器組成的新生物人工肝系統(tǒng)還需要外設(shè)的儲(chǔ)液池和氧合器以及更大的恒溫箱來(lái)放置上述裝置，使得操作繁瑣、空間占用較大、不利于臨床治療的有效開(kāi)展。針對(duì)此，該團(tuán)隊(duì)相繼開(kāi)發(fā)了一種集成式微囊懸浮型流化床式生物反應(yīng)器，該類(lèi)生物反應(yīng)器保留了微囊懸浮型流化床式生物反應(yīng)器的漏斗型空間結(jié)構(gòu)，把儲(chǔ)液池和氧合器設(shè)計(jì)整合在反應(yīng)器當(dāng)中。從而實(shí)現(xiàn)血漿（或液體）循環(huán)灌流于反應(yīng)器，并且灌流速度不受從治療對(duì)象體內(nèi)引出的血漿的流速限制，推動(dòng)微囊充分懸浮流化、物質(zhì)充分地交換，還可向反應(yīng)器內(nèi)微囊化肝細(xì)胞適度供氧。

5.1.1.2 灌流床式/支架型生物反應(yīng)器。李蘭娟院士及其團(tuán)隊(duì)對(duì)灌流床式/支架型生物反應(yīng)器也做了結(jié)構(gòu)改進(jìn)和專(zhuān)利布局。最初進(jìn)行專(zhuān)利保護(hù)的是填充支架灌流型生物反應(yīng)器（CN200710070817.6），該生物反應(yīng)器中采用的肝細(xì)胞支架材料是殼聚糖或海藻酸殼聚糖以及改性的海藻酸半乳糖化殼聚糖肝素的天然物質(zhì)，具有明顯的好的生物相容性。該生物反應(yīng)器還設(shè)計(jì)有交錯(cuò)排列結(jié)構(gòu)的物理支架，類(lèi)似肝臟的各個(gè)功能單元，有效防止肝細(xì)胞生物支架塌陷。然而，該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)灌流床式/支架型反應(yīng)器存在缺乏免疫隔離的安全隱患、細(xì)胞的氧供不充分、整個(gè)反應(yīng)器支架的中心地帶及邊緣地帶易產(chǎn)生無(wú)效腔、死腔、通過(guò)大量支架的阻力大，所需的灌流強(qiáng)度大，導(dǎo)致細(xì)胞受剪切力大，難以放大等缺陷。針對(duì)此，該團(tuán)隊(duì)研發(fā)了多孔磚式填充支架型反應(yīng)器（CN200910098123.2），該生物反應(yīng)器是利用多孔磚式固定床中互不相通的細(xì)長(zhǎng)孔柱分割反應(yīng)器內(nèi)部成微型獨(dú)立單元，將反應(yīng)器內(nèi)腔化整為零，從而減小了無(wú)效腔、死腔，減小了液流阻力，使反應(yīng)器內(nèi)部液流均勻。利用網(wǎng)格的隔離板將氧合艙、填充支架艙與免疫阻隔艙連接成一個(gè)整體，是生物反應(yīng)器兼具氧合、免疫隔離功能，解決了現(xiàn)有反應(yīng)器缺乏免疫隔離、氧供不充分、細(xì)胞生長(zhǎng)空間不足等問(wèn)題。

5.1.1.3 其他類(lèi)型生物反應(yīng)器。模擬體內(nèi)肝細(xì)胞生長(zhǎng)微環(huán)境，最大化的展示體內(nèi)成熟肝細(xì)胞功能是當(dāng)今各種反應(yīng)器設(shè)計(jì)的原則及趨勢(shì)。遵循該原則，李蘭娟院士及其團(tuán)隊(duì)又相繼研發(fā)了多層膜片結(jié)構(gòu)灌流型生物反應(yīng)器（CN200810121352.7）、納米纖維網(wǎng)片疊加式生物反應(yīng)器（CN200910098406.7）、類(lèi)肝小葉生物反應(yīng)器（CN201110064200.X）。上述生物反應(yīng)器均是以新型材料為基礎(chǔ)，開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)的模擬肝功能結(jié)構(gòu)的生物反應(yīng)器?，F(xiàn)有反應(yīng)器，如：平板型生物反應(yīng)器、中空纖維生物反應(yīng)器、支架灌流型生物反應(yīng)器、微囊懸浮型生物反應(yīng)器等，均缺乏真正意義上的血管網(wǎng)絡(luò)，更是缺乏關(guān)鍵的膽汁排泄系統(tǒng)。類(lèi)肝小葉生物反應(yīng)器的研發(fā)，徹底克服了上述缺陷。該生物反應(yīng)器主要是應(yīng)用生物相容性良好的生物材料構(gòu)建模擬肝內(nèi)血管網(wǎng)供血液（血漿）或營(yíng)養(yǎng)液進(jìn)出反應(yīng)器，利于提供反應(yīng)器中肝細(xì)胞的營(yíng)養(yǎng)以及進(jìn)行物質(zhì)交換;編制生物材料肝內(nèi)毛細(xì)膽管網(wǎng)，膽管內(nèi)皮細(xì)胞接種毛細(xì)膽管內(nèi)定植，利于肝細(xì)胞分泌膽紅素通過(guò)膽管內(nèi)皮細(xì)胞排泌至毛細(xì)膽管，最后供膽汁經(jīng)膽總管排出體外，以期經(jīng)過(guò)膽紅素的排泄減低肝衰竭動(dòng)物或人的血液中膽紅素的水平。構(gòu)筑類(lèi)肝小葉肝板樣結(jié)構(gòu)，肝細(xì)胞接種于生物纖維管道中進(jìn)行培養(yǎng)形成條索狀肝板，條索狀肝板分布在毛細(xì)膽管周?chē)?，以此肝?xì)胞進(jìn)行解毒、物質(zhì)代謝、合成以及膽紅素等有害物質(zhì)經(jīng)過(guò)毛細(xì)膽管或肝內(nèi)血管物質(zhì)交換，設(shè)計(jì)中使肝內(nèi)血管、肝內(nèi)毛細(xì)膽管及肝板三者有機(jī)結(jié)合分布于生物反應(yīng)器裝置中，最大限度地模擬了肝臟的肝小葉結(jié)構(gòu)。該生物反應(yīng)器設(shè)計(jì)新穎，反應(yīng)器膽汁排泄系統(tǒng)應(yīng)用于生物反應(yīng)器在國(guó)內(nèi)外尚屬首次，而且引用了納米纖維支架網(wǎng)增加物質(zhì)的傳遞效能，相信此類(lèi)反應(yīng)器在生物人工肝以及今后進(jìn)一步在反應(yīng)器設(shè)計(jì)發(fā)展上具有廣闊的應(yīng)用前景。

5.1.2 重點(diǎn)技術(shù)-儲(chǔ)液池。生物人工肝的療效除取決于生物反應(yīng)器內(nèi)肝細(xì)胞的數(shù)量和生物學(xué)功能外，患者血液（血漿）與體外培養(yǎng)細(xì)胞之間的物質(zhì)交換效率也成為影響療效的重要因素，設(shè)計(jì)合理的儲(chǔ)液池在這一環(huán)節(jié)起著關(guān)鍵作用?，F(xiàn)有儲(chǔ)液池多為單腔結(jié)構(gòu)，但無(wú)法避免無(wú)效循環(huán)。

針對(duì)此，李蘭娟院士及其團(tuán)隊(duì)研發(fā)了生物人工肝支持系統(tǒng)用雙腔儲(chǔ)液池（CN200910155039.X）和組合式儲(chǔ)液池（CN201010281676.4）。其中，雙腔儲(chǔ)液池包括內(nèi)腔和外腔;外腔頂部設(shè)有第一液體進(jìn)口和第一氣壓平衡孔，內(nèi)腔頂部設(shè)有第二液體進(jìn)口和第二氣壓平衡孔，內(nèi)腔底部設(shè)有第一液體出口，內(nèi)腔側(cè)壁靠近底部設(shè)有第二液體出口，該第二液體出口借助一管狀通道途經(jīng)外腔，由內(nèi)腔直接通往雙腔儲(chǔ)液池外，該管狀通道在外腔部分的側(cè)壁上設(shè)置有若干個(gè)外腔側(cè)孔。該雙腔儲(chǔ)液池借助于第二液體出口及外腔側(cè)孔，在泵的帶動(dòng)下，可以同時(shí)吸取內(nèi)外雙腔的血漿，并可形成多次有效的生物人工肝治療循環(huán)，使得重肝血漿多次流經(jīng)生物反應(yīng)器，形成高效循環(huán)通路，避免了重肝血漿未經(jīng)生物反應(yīng)器與肝細(xì)胞反應(yīng)直接返回體內(nèi)，從而更加高效地發(fā)揮生物人工肝治療作用。

但是，在遭遇意外停泵等機(jī)械故障和操作錯(cuò)誤時(shí)，雙腔儲(chǔ)液池中腔內(nèi)血漿的單向流動(dòng)會(huì)受到干擾。針對(duì)此，該團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了組合式儲(chǔ)液池，該組合式儲(chǔ)液池包括位于同一水平面上的封閉式入液池和封閉式返液池，入液池的頂部設(shè)有第一液體入口和第一氣壓平衡孔，入液池的底部設(shè)有第一液體出口和第二液體入口;返液池的頂部設(shè)有第三液體入口和第二氣壓平衡孔，返液池的底部設(shè)有第二液體出口和第三液體出口;第二液體出口通過(guò)第一連通管與第二液體入口連通，第一連通管上安裝有方向及流量控制裝置。將組合式儲(chǔ)液池應(yīng)用到生物人工肝支持系統(tǒng)時(shí)，其返液池內(nèi)僅容納已經(jīng)生物反應(yīng)器作用的凈化血漿，可絕對(duì)避免未經(jīng)生物反應(yīng)器作用的肝衰竭血漿直接返回患者體內(nèi)，從而避免了無(wú)效循環(huán)，提高了物質(zhì)交換效率。而且已經(jīng)生物反應(yīng)器作用的凈化血漿與未經(jīng)生物反應(yīng)器作用的肝衰竭血漿之間的單向流動(dòng)是利用第一連通管作為媒介通過(guò)重力勢(shì)能差和單向活瓣實(shí)現(xiàn)的，而不是依賴(lài)泵的抽吸作用，不受機(jī)械故障和人為操作失誤等的干擾，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、運(yùn)行穩(wěn)定，有利于提高生物人工肝支持系統(tǒng)的療效。

5.2 感染微生態(tài)學(xué)領(lǐng)域

感染微生態(tài)學(xué)是李蘭娟院士首次提出的理論，理論核心是“殺菌”的同時(shí)需要“促菌”，即維護(hù)宿主微生態(tài)的平衡，該理論也是李蘭娟院士及其團(tuán)隊(duì)提出的以抗病毒、抗休克、抗低氧血癥、抗繼發(fā)感染、維持水電解質(zhì)酸堿平衡、維持微生態(tài)平衡的“四抗二平衡”救治策略的重要組成部分。在2013—2019年期間，該團(tuán)隊(duì)涉及與疾病相關(guān)的人體腸道微生態(tài)平衡的專(zhuān)利有5件，涵蓋了腸道微生態(tài)失衡的快速評(píng)估方法（CN201310006985.4）、戊糖片球菌（CN201310449033.X）、肝硬化的標(biāo)志物（CN201410334287.1、CN201410333927.7）以及益生菌微膠囊（CN201910143802.0）。

腸道微生物通過(guò)宿主與自身的調(diào)節(jié)機(jī)制在宿主腸道內(nèi)維持相對(duì)的動(dòng)態(tài)平衡，一旦平衡失調(diào)就會(huì)影響宿主的健康狀態(tài)。為準(zhǔn)確評(píng)判腸道微生態(tài)平衡與否，該團(tuán)隊(duì)研發(fā)了通過(guò)采用熒光定量技術(shù)中的擴(kuò)增曲線(xiàn)的Ct值比較法，計(jì)算人體腸道內(nèi)雙歧桿菌、腸桿菌菌群的比值，評(píng)估腸道微生態(tài)失衡的狀況。隨后，該團(tuán)隊(duì)又發(fā)現(xiàn)了肝硬化的腸道微生物標(biāo)志物，為實(shí)現(xiàn)肝硬化的早期檢測(cè)和后續(xù)的治療提供便利。

在感染微生態(tài)學(xué)的“促菌”理論指導(dǎo)下，為維持腸道微生態(tài)的平衡，該團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種戊糖片球菌PediococcuspentosaceusLI05和靶向腸道的益生菌微膠囊。前者是作為益生菌來(lái)調(diào)節(jié)腸道微生態(tài)，但是其穩(wěn)定性較差，影響產(chǎn)品的保質(zhì)期。因此，該團(tuán)隊(duì)采用腸溶性壁材構(gòu)建了一種在胃液和腸液中保持很好的穩(wěn)定性益生菌微膠囊，該微膠囊包括益生菌和作為第一壁材的海藻酸鈉，以及第二壁材、緩沖鹽和益生元，并由位于外層的海藻酸鈉與二價(jià)金屬離子鈣交聯(lián)形成穩(wěn)定膠球，提高益生菌的生存率。

另外，在此次應(yīng)對(duì)2019冠狀病毒病的浙江診療經(jīng)驗(yàn)中，該團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)2019冠狀病毒病患者由于病毒直接侵犯腸道黏膜、抗病毒抗感染等治療藥物影響，部分患者合并腹痛、腹瀉等消化道癥狀，經(jīng)檢測(cè)2019冠狀病毒病患者存在腸道微生態(tài)失衡，腸道乳酸桿菌、雙歧桿菌等有益菌明顯減少[4]?；诖耍搱F(tuán)隊(duì)基于前期“四抗二平衡”在H7N9禽流感患者救治過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)，在COVID-19患者的臨床救治同樣適用該救治策略，通過(guò)營(yíng)養(yǎng)支持和補(bǔ)充大劑量腸道微生態(tài)調(diào)節(jié)劑，糾正腸道微生態(tài)失衡，有效減少細(xì)菌移位和繼發(fā)感染風(fēng)險(xiǎn)。