Биореактор и способ культивирования живых клеток

1 Настоящее изобретение относится к созданию биореактора, а также способа культивирования живых клеток. В соответствии с настоящим изобретением предлагается биореактор, который включает в себя держатель, в котором хранится трехмерная(объемная) матрица вспененного (пористого) материала с открытыми ячейками, причем вспененный материал имеет пористое внутреннее пространство и содержит в своем пористом внутреннем пространстве сцепленные с ним(закрепленные на нем, фиксированные) живые клетки, при этом биореактор также включает в себя жидкость, которая хранится в держателе,причем указанная жидкость является переносчиком кислорода, она насыщает и пропитывает матрицу, при этом указанная жидкость содержит, по меньшей мере частично, синтетическую или полусинтетическую переносящую кислород составляющую, причем матрица представляет собой единую или сплошную массу вспененного материала, при этом вспененный материал представляет собой вспененный материал с открытыми ячейками, причем предусмотрено устройство, являющееся частью контура циркуляции переносящей кислород жидкости, предназначенное для циркуляции переносящей кислород жидкости в держатель, для циркуляции указанной жидкости за счет перфузии через матрицу, в которой культивируют живые клетки, и для циркуляции указанной жидкости из держателя. Под синтетической составляющей понимают переносящую кислород составляющую,которая получена за счет искусственного процесса, проводимого без операций биологического процесса. Под полусинтетической составляющей понимают, что эта составляющая синтезирована искусственно из биологически полученных исходных материалов. Вспененный материал с открытыми ячейками может быть биосовместимым и биостабильным и может представлять собой полимерный вспененный материал. Таким образом,вспененный материал может представлять собой вспененный полимер, выбранный из группы, в которую входят полиуретановые полимеры, поливинилхлоридные полимеры, полиэтиленовые полимеры, полипропиленовые полимеры, полистирольные полимеры, сополимеры указанных выше полимеров, сополимеры бутадиена и стирола, сополимеры стирола и акрилонитрила, сополимеры акрилонитрила, бутадиена и стирола, полиметилметакрилатовые полимеры, полиамидные полимеры, полигексаметилен адипамидные полимеры, полигексаметилен себакамидные полимеры, поликапралактоновые полимеры, полиэтилен терефталатовые полимеры, полибутилен терефталатовые полимеры,поликарбонатные полимеры, полиацетальные полимеры, полимеры поливинилового спирта,мочевиноформальдегидные полимеры, фторсо 004455 2 держащие полимеры, кремнийсодержащие полимеры, а также смеси указанных выше полимеров и сополимеров. Как уже было упомянуто здесь ранее, матрица представляет собой единую или сплошную массу вспененного материала. Живыми клетками могут быть животные клетки, в частности клетки млекопитающих,причем в таком случае переносящая кислород жидкость образует заменитель крови, который также действует в качестве переносчика углекислого газа. При работе устройства, как это описано далее более подробно, переносящая кислород жидкость просачивается за счет перфузии через биореактор и через матрицу, в которой живые клетки поглощают кислород из переносящей кислород жидкости и где переносящая кислород жидкость адсорбирует углекислый газ,создаваемый клетками. Таким образом, несмотря на то, что переносящая кислород жидкость выполняет важную функцию переносчика кислорода, эта функция не является единственной,и указанная жидкость действует также в качестве переносчика углекислого газа, а также выполняет и другие функции, как это описано далее более подробно. Более конкретно, переносящая кислород жидкость может содержать водный раствор, причем переносящая кислород жидкость имеет, в качестве синтетической или полусинтетической переносящей кислород составляющей, по меньшей мере один элемент,выбранный из группы, в которую входят не имеющие клеток гемоглобины, сшитые гемоглобины, капсулированные в липосоме гемоглобины и перфторированные углероды, а преимущественно перфторированные углероды. Синтетической или полусинтетической составляющей может быть перфторированный углерод, переносящей кислород жидкостью может быть эмульсия органической фазы и водной фазы, причем органическая фаза содержит перфторированный углерод и обычно является дисперсной фазой эмульсии, а водная фаза является непрерывной (сплошной) фазой эмульсии и представляет собой водный раствор, при этом водная фаза обычно представляет собой плазму крови. Вместо указанного, синтетической или полусинтетической составляющей может быть не содержащий клеток гемоглобин, причем не содержащий клеток гемоглобин растворен в водном растворе, таком как плазма крови. Вместо этого, синтетической или полусинтетической составляющей может быть капсулированный в липосоме гемоглобин, причем капсулированный в липосоме гемоглобин образует суспензию в водном растворе, таком как плазма крови. Таким образом, термин "переносящая кислород жидкость" включает в себя такие эмульсии, растворы и суспензии, в которых диспергирована синтетическая или полусинтетическая составляющая за счет эмульгирования, 3 растворения или суспендирования в водном растворе, таком как плазма крови. Держателем может быть реакционный сосуд или контейнер, имеющий впуск для переносящей кислород жидкости, обычно расположенный на высоком уровне, и выпуск для переносящей кислород жидкости, обычно расположенный на низком уровне, причем выпуск для переносящей кислород жидкости находится на более низком уровне, чем впуск для переносящей кислород жидкости, и образует расположенный на низком уровне дренажный канал для переносящей кислород жидкости. Держатель при необходимости может иметь регулятор температуры, предназначенный для регулирования температуры матрицы и переносящей кислород жидкости, например рубашку (оболочку) нагревания/охлаждения, имеющую впуск и выпуск для жидкости нагревания/охлаждения,такой как вода. В таком случае устройство представляет собой часть контура регулирования температуры жидкости, в котором циркулирует регулирующая температуру жидкость, втекающая в держатель и вытекающая из него, при этом держатель снабжен устройством регулирования температуры в виде полой оболочки (рубашки) для регулирования температуры, причем эта оболочка имеет впуск и выпуск для регулирующей температуру жидкости, при этом контур регулирования температуры включает в себя устройство циркуляции жидкости, предназначенное для обеспечения циркуляции регулирующей температуру жидкости через контур регулирования температуры и вокруг него, термореле и теплообменник, расположенный на удалении от держателя и работающий по сигналам от термореле, чтобы контролировать температуру регулирующей температуру жидкости и,следовательно, регулировать температуру матрицы и переносящей кислород жидкости. Вместо этого, устройство или установка целиком могут находиться в среде с регулируемой температурой. Биореактор может являться частью портативного устройства или может быть частью фиксированной установки, причем настоящее изобретение может быть использовано в том и другом случае. В таком устройстве или в установке биореактор, как уже было упомянуто здесь ранее, образует часть контура циркуляции переносящей кислород жидкости, предназначенного для пропускания переносящей кислород жидкости в держатель, например, через его впуск, через матрицу, в которой закреплены живые клетки, и из держателя, например, через его выпуск. В таком устройстве или в установке может быть предусмотрено устройство для удаления токсина, такое как абсорбционная колонна или ионитный фильтр. Контур циркуляции переносящей кислород жидкости может содержать по меньшей мере одно устройство, выбранное из группы, в кото 004455 4 рую входят устройства для обеспечения циркуляции жидкости, такие как насосы для обеспечения циркуляции переносящей кислород жидкости по указанному контуру и вокруг него,устройства для удаления биомассы, такие как фильтры для удаления биомассы из переносящей кислород жидкости, выходящей из держателя, разделительные устройства, предназначенные для разделения синтетической или полусинтетической составляющей переносящей кислород жидкости от других ее составляющих,устройства для удаления углекислого газа,предназначенные для удаления углекислого газа из переносящей кислород жидкости, устройства оксигенирования (насыщения кислородом),предназначенные для оксигенирования переносящей кислород жидкости, и устройства деаэрации, предназначенные для деаэрации переносящей кислород жидкости. В особом варианте контур циркуляции может содержать множество устройств указанной группы, которые установлены, начиная с держателя, в последовательности, которая содержит единственное устройство для удаления биомассы, затем, по очереди,единственное разделительное устройство, единственное устройство для удаления углекислого газа, единственное устройство оксигенирования,единственное устройство деаэрации и единственное устройство циркуляции жидкости, после которого расположен держатель, так что контур является бесконечным или замкнутым, причем устройство циркуляции жидкости предназначено для обеспечения циркуляции переносящей кислород жидкости по контуру и вокруг него, в направлении, в котором стоят одно за другим устройства группы в указанной последовательности. В таком случае и когда переносящей кислород жидкостью является эмульсия, которая содержит перфторированный углерод в качестве ее синтетической составляющей, эмульгированный при помощи водного раствора, такого как плазма крови, то перфторированный углерод может быть физически разделен при помощи разделительного устройства от плазмы, а также от любой присутствующей среды для выращивания, например, при помощи центрифугирования или фильтрации, при необходимости после дробления эмульсии; однако, в случае других синтетических составляющих, таких как не содержащий клеток гемоглобин или капсулированный в липосоме гемоглобин, могут быть использованы другие технологии разделения, специально приспособленные к конкретным синтетическим переносящим кислород составляющим; причем разделительное устройство может выполнять и другие функции, например может быть использовано в качестве резервуара для жидкости контура циркуляции плазмы. Как уже было упомянуто здесь ранее, в особом варианте контур циркуляции плазмы содержит все перечисленные выше устройства, причем они могут следовать друг за другом в указанной выше по 5 следовательности, в направлении течения вдоль контура, при этом насос находится непосредственно выше по течению относительно биореактора, а фильтр биомассы находится непосредственно ниже по течению относительно биореактора. Другими словами, указанная последовательность включает в себя в указанном направлении течения и начиная от биореактора, устройство для удаления биомассы, за которым идут разделительное устройство, устройство для удаления углекислого газа, устройство оксигенирования, устройство деаэрации и насос, а затем биореактор после насоса. Устройство для удаления углекислого газа и устройство оксигенирования при необходимости могут быть выполнены в виде единого устройства. Как уже было упомянуто здесь ранее, устройство или установка может содержать контур нагревания/охлаждения жидкости, предназначенный для циркуляции жидкости нагревания/ охлаждения через оболочку нагревания/охлаждения, причем при необходимости этот контур может иметь свое собственное устройство для циркуляции жидкости, такое как насос, термореле, установленное в оболочке, и средство нагревания/охлаждения жидкости, расположенное на расстоянии от биореактора и работающее по сигналам от термореле, причем термореле обычно содержит термопару, соединенную с программируемым логическим контроллером. Устройство или установка может содержать контур циркуляции крови, например, для приема или отбора крови от пациента или животного, предназначенный для циркуляции крови в контакте с контуром циркуляции плазмы,чтобы обеспечивать поступление компонентов крови, таких как плазма крови, в переносящую кислород жидкость, и для приема или отбора водных составляющих переносящей кислород жидкости и возврата их пациенту. Контур циркуляции крови может содержать устройство циркуляции жидкости, такое как насос для обеспечения циркуляции крови и компонентов крови по контуру циркуляции крови и вокруг него; устройство для разделения плазмы, предназначенное для разделения крови пациента на фракцию плазмы крови, в которой нет кровяных клеток, и на содержащую кровяные клетки фракцию, которая содержит кровяные клетки и остаточную часть плазмы; и устройство деаэрации. Разделительное устройство плазмы при необходимости может содержать дополнительное устройство, такое как фильтр крови. Последовательность расположения устройств, образующих часть контура циркуляции крови, может соответствовать указанной выше последовательности, в направлении течения жидкости по контуру и вокруг него. Таким образом, начиная от пациента, первым устройством может быть насос, а затем разделительное устройство плазмы и устройство деаэрации, а после устройства деаэрации опять пациент. Другими слова 004455 6 ми, контур циркуляции переносящей кислород жидкости может быть соединен с контуром циркуляции крови для обеспечения циркуляции крови в контакте с переносящей кислород жидкостью в контуре циркуляции переносящей кислород жидкости, для доставки не содержащих клеток составляющих крови в контур переносящей кислород жидкости и для получения или выведения не содержащих клеток составляющих водного раствора переносящей кислород жидкости из контура переносящей кислород жидкости, причем контур циркуляции крови включает в себя устройство циркуляции крови,предназначенное для обеспечения циркуляции крови по контуру циркуляции крови и вокруг него, разделительное устройство плазмы, предназначенное для разделения крови, которая циркулирует по контуру циркуляции крови и вокруг него, на не содержащую клеток фракцию плазмы крови и на содержащую кровяные клетки фракцию и некоторую часть плазмы крови, и устройство деаэрации, предназначенное для деаэрации крови, которая циркулирует по контуру циркуляции крови и вокруг него. Как уже было упомянуто здесь ранее, устройства, которые входят в контур циркуляции крови, могут быть установлены в такой последовательности,в которой за устройством циркуляции крови следуют, одно за другим, разделительное устройство плазмы и устройство деаэрации, причем устройство циркуляции крови выполнено с возможностью обеспечения циркуляции крови по контуру циркуляции крови и вокруг него, в таком направлении, в котором устройства, которые входят в контур циркуляции крови, следуют одно за другим в указанной последовательности. Разделительное устройство плазмы может быть подключено к контуру циркуляции крови таким образом, что разделительное устройство плазмы подает плазму из крови пациента в контур циркуляции крови, обычно ниже по течению относительно устройства деаэрации контура циркуляции крови и выше по течению относительно насоса и биореактора; причем разделительное устройство контура циркуляции плазмы может быть подключено к контуру циркуляции крови таким образом, что это разделительное устройство подает водный раствор, выделенный из переносящей кислород жидкости, в контур циркуляции крови, обычно ниже по течению относительно разделительного устройства плазмы и выше по течению относительно устройства деаэрации контура циркуляции крови. Другими словами, соединение между контуром циркуляции жидкости и контуром циркуляции крови может быть соединением между контуром циркуляции переносящей кислород жидкости и разделительным устройством плазмы контура циркуляции крови. Устройство или установка обычно включает в себя один или несколько трубопроводов для 7 подачи добавки питательных веществ, трубопроводов для подачи добавки переносящей кислород жидкости и трубопроводов для подачи кислорода (причем последние трубопроводы(трубопровод) могут быть использованы для подачи кислорода или смеси кислорода и других газов, таких как углекислый газ), при этом трубопроводы для подачи кислорода подключены к устройству оксигенирования контура циркуляции плазмы; причем устройство или установка может иметь одну или несколько вакуумных линий для удаления углекислого газа из устройства для удаления углекислого газа, подключенных к этому устройству, и одну или несколько линий для удаления биомассы, подключенных к устройству для удаления биомассы,отводимой в отходы из переносящей кислород жидкости при помощи устройства для удаления биомассы. Устройство или установка может также иметь линию для подачи средства кондиционирования крови, предназначенную для подачи таких средств кондиционирования крови в контур плазмы, как, например, средства контроля рН или корректировки других химических диспропорций, причем эта линия обычно подключена к устройству оксигенирования. В соответствии с настоящим изобретением предлагается также способ культивирования живых клеток, который предусматривает обеспечение циркуляции жидкости, которая является переносчиком кислорода и которая содержит,по меньшей мере частично, полусинтетическую или синтетическую переносящую кислород составляющую, через матрицу вспененного материала, имеющего пористое внутреннее пространство, в котором закреплены (фиксированы) живые клетки, причем матрица образует часть контура циркуляции переносящей кислород жидкости, предназначенного для обеспечения циркуляции переносящей кислород жидкости, в держатель, который содержит трехмерную матрицу, через матрицу и наружу из держателя, при этом клетки поглощают кислород и питательные вещества из жидкости, а жидкость поглощает углекислый газ и другие продукты обмена веществ из клеток, при этом матрица представляет собой единую или интегральную массу вспененного материала с открытыми ячейками,причем предусмотрена циркуляция переносящей кислород жидкости через матрицу, за счет перфузии переносящей кислород жидкости через матрицу. Матрица может являться частью биореактора, которым может быть описанный здесь выше биореактор; причем переносящей кислород жидкостью также может быть жидкость,описанная выше со ссылкой на устройство или установку в соответствии с настоящим изобретением. Само собой разумеется, что живые клетки поглощают другие составляющие переносящей кислород жидкости, чем кислород, а именно такие как питательные вещества, при 004455 8 чем переносящая кислород жидкость должна поглощать продукты обмена веществ клеток,отличающиеся от углекислого газа. Биореактор может быть, как уже было упомянуто здесь ранее, частью устройства или установки, так что перфузия жидкости через матрицу осуществляется за счет циркуляции жидкости по контуру циркуляции переносящей кислород жидкости и вокруг него, причем таким контуром может быть контур циркуляции плазмы, и через матрицу в держатель, при этом способ при необходимости может содержать одну или несколько следующих операций: управление температурой матрицы и внутреннего пространства держателя биореактора за счет текущего контроля температуры и обеспечения циркуляции жидкости нагревания/охлаждения по контуру нагревания/охлаждения жидкости с соответствующей скоростью потока и температурой, достаточной для поддержания температуры матрицы и внутреннего пространства держателя в желательном диапазоне температур; фильтрация биомассы из переносящей кислород жидкости при помощи фильтра биомассы и отправка ее в отходы по линии удаления биомассы; разделение переносящей кислород жидкости на водную фазу, такую как фаза плазмы, и фазу, содержащую синтетическую составляющую, такую как органическая полифторуглеродная фаза, в разделительном устройстве, при подаче разделенной содержащей синтетическую составляющую фазы по контуру циркуляции плазмы и при подаче разделенной водной фазы в контур циркуляции крови; удаление углекислого газа из переносящей кислород жидкости при помощи устройства для удаления углекислого газа, причем удаленный углекислый газ выводится из устройства для удаления углекислого газа по вакуумной линии; окисление (оксигенирование) переносящей кислород жидкости в устройстве оксигенирования и при необходимости подача добавки питательных веществ, добавки переносящей кислород жидкости и средств кондиционирования крови в переносящую кислород жидкость в устройстве оксигенирования; и деаэрация переносящей кислород жидкости в устройстве деаэрации в контуре циркуляции плазмы,причем переносящая кислород жидкость циркулирует в контуре циркуляции плазмы и вокруг него при помощи насоса. В частности, переносящая кислород жидкость может иметь водную составляющую в виде плазмы крови, причем перфузия жидкости через матрицу осуществляется за счет циркуляции жидкости по контуру циркуляции переносящей кислород жидкости и вокруг него, и затем через матрицу, при этом способ включает в себя операцию регулирования температуры 9 матрицы и переносящей кислород жидкости,для того, чтобы поддерживать температуру матрицы и переносящей кислород жидкости в пределах желательного диапазона температур. В этом случае способ может содержать операцию удаления биомассы из переносящей кислород жидкости, которая циркулирует по контуру переносящей кислород жидкости и вокруг него, и операцию отправки удаленной биомассы в отходы. Способ может также предусматривать разделение переносящей кислород жидкости,которая циркулирует по контуру переносящей кислород жидкости и вокруг него, на водную фазу и полусинтетическую или синтетическую фазу, содержащую переносящую кислород составляющую, причем водная фаза, главным образом, не имеет указанных переносящих кислород составляющих, при этом способ предусматривает сохранение разделенной полусинтетической или синтетической фазы, содержащей переносящую кислород составляющую, в контуре циркуляции переносящей кислород жидкости, и подачу разделенной водной фазы в контур циркуляции крови, соединенный с контуром циркуляции переносящей кислород жидкости. Способ может также предусматривать обработку крови пациента, при этом способ включает в себя одну или несколько из следующих операций: отбор крови пациента, в частности венозной крови; разделение крови на фракцию плазмы и на содержащую клетки фракцию, причем фракцию плазмы подают в переносящую кислород жидкость в контуре циркуляции плазмы, в то время как содержащую клетки фракцию возвращают в кровь пациента (вместе с разделенной фазой плазмы из контура циркуляции плазмы, что будет описано здесь далее); деаэрация содержащей клетки фракции ранее ее возвращения пациенту; и подача водной фазы, такой как фаза плазмы, выделенной из переносящей кислород жидкости при помощи разделительного устройства в контуре циркуляции плазмы, пациенту, обычно за счет ее подачи в содержащую клетки фракцию ранее проведения операции деаэрации для содержащей клетки фракции. Из изложенного следует, в частности, что данный способ может быть использован для обработки крови человека, при этом способ включает в себя операцию разделения крови из контура циркуляции крови на фракцию плазмы и содержащую клетки фракцию, причем фракцию плазмы подают в переносящую кислород жидкость в контуре циркуляции переносящей кислород жидкости, а содержащую клетки фракцию сохраняют в контуре циркуляции крови. В этом случае разделение фракции плазмы от содержащей клетки фракции может быть произведено при помощи полупроницаемого 10 барьера, через который проходит фракция плазмы и не проходит содержащая клетки фракция. В конкретном варианте настоящего изобретения живыми клетками могут быть клетки печени, например клетки печени человека или свиньи. Таким образом, клетками могут быть клетки печени свиньи, которые могут быть получены из первичной культуры клеток, или же клетками могут быть клетки печени человека,которые могут быть получены из линии злокачественных или модифицированных клеток,такой как линия клеток HUH7 или, преимущественно, линия клеток HEP-G2, причем указанные клетки при необходимости могут культивироваться совместно с паренхимальными клетками. Таким образом, в частности, живые клетки могут быть выбраны из группы, в которую входят клетки печени свиньи, клетки печени человека, клетки печени бабуина и их смеси, причем обработку клеток крови производят за счет осуществления функции синтетической печени для крови. В том случае, когда устройство или установка содержит контур циркуляции крови, подключенный к пациенту, и биореактор, который содержит живые клетки, масса клеток печени в биореакторе преимущественно должна выполнять по меньшей мере 20%, а преимущественно по меньшей мере 30% основной функции печени, необходимой для пациента, а преимущественно больше этого. Более того, кислород и питательные вещества должны преимущественно поставляться клеткам печени, а углекислый газ должен удаляться от них со скоростью, необходимой для поддержания жизнеспособности клеток и метаболической (обменной) активности клеток в течение периода времени, достаточного для регенерации печени или проведения трансплантации пациенту, например в течение 14 дней или больше. В частности, при подключении к пациенту, устройство или установка преимущественно является биосовместимой и биостабильной и должна преимущественно свести к минимуму любую иммунную реакцию пациента. Следует иметь в виду, что в указанном контексте биореактор будет действовать в качестве искусственного органа, а именно в качестве искусственной печени, которая имитирует нормальные функции печени пациента, в том числе и некоторые неизвестные функции. Обычно количество клеток печени в матрице,через которую пропускают переносящую кислород жидкость, способно осуществлять по меньшей мере 20%, а преимущественно по меньшей мере 30% основной функции печени,необходимой для взрослого человека, причем кислород подается в переносящую кислород жидкость при помощи устройства оксигенирования, а питательные вещества поступают в переносящую кислород жидкость при помощи плазмы крови, причем углекислый газ выводится из переносящей кислород жидкости при по 11 мощи устройства оксигенирования, а продукты обмена клеток выводятся из переносящей кислород жидкости при помощи плазмы крови,при соответствующих скоростях, которые достаточны для перфузии переносящей кислород жидкости через матрицу и для поддержания жизнеспособности и метаболической активности клеток в течение времени, равного по меньшей мере 3 дням, а преимущественно по меньшей мере 7 дням, а еще лучше по меньшей мере 14 дням. При использовании в качестве искусственной печени, в биореактор необходимо вводить живые клетки, а также, среди прочего, подавать для них кислород и питательные вещества и удалять из биореактора углекислый газ и другие продукты обмена веществ; причем в то же самое время живые клетки должны поступать в кровь или в разделенные фракции крови, такие как фракции плазмы, в которых клетки печени осуществляют свои ожидаемые функции обмена веществ (метаболические функции), такие как удаление нейротоксинов и печеночных токсинов, производство нейротрофических и гепатотропных факторов, и производство специфических для печени факторов коагуляции. В этом отношении разделительное устройство плазмы может создавать, например, полупрозрачный барьер, такой как мембрана, который позволяет проходить через него не содержащей клеток жидкости в переносящую кислород жидкость,но не позволяет проходить клеткам из крови,причем такое же соображение применимо к фильтру биомассы и к разделительному устройству в контуре циркуляции плазмы, которые также могут создавать, например, полупрозрачные барьеры, которые позволяют водному раствору не содержащей клеток жидкости, из которой выделана большая (основная) часть синтетической составляющей переносящей кислород жидкости, вновь поступать в контур циркуляции крови. Само собой разумеется, что вместо этого могут быть использованы и другие разделительные устройства, такие как центрифуги. Функции клеток печени зависят от их фиксации в соответствующей трехмерной матрице,причем хорошая фиксация способствует росту клеток и делению клеток, а также повышает их функциональные свойства в отношении метаболических функций печени. Матрица из вспененного материала с открытыми ячейками в соответствии с настоящим изобретением обеспечивает адекватную площадь поверхности в трехмерной матрице для приемлемой адгезии клеток и их фиксации на ней, причем указанная фиксация осуществляется при помощи самих клеток; однако, если сами клетки не способны производить фиксацию по месту или если существует необходимость улучшения фиксации, то клетки могут быть капсулированы в полимерную оболочку (покрытие), которая может быть пористой или проницаемой, причем это покрытие выпол 004455 12 нено с возможностью сцепления с матрицей или является ее частью. Вместо этого, сам вспененный материал может быть покрыт усиливающим фиксацию веществом, таким как коллаген. Указанные ранее и другие характеристики изобретения будут более ясны из последующего детального описания, данного в качестве примера, не имеющего ограничительного характера и приведенного со ссылкой на сопроводительный чертеж, на котором схематично показана блок-схема установки в соответствии с настоящим изобретением. На чертеже позицией 10 показана в общем виде не портативная установка, выполненная в соответствии с настоящим изобретением. Первостепенной деталью установки 10 является биореактор 12, который содержит держатель в виде реакционного сосуда или бака 14, снабженного оболочкой нагревания/охлаждения 16,и матрицу 18 (которая показана заштрихованной) из биосовместимого и биостабильного пеноуретана с открытыми ячейками. Пеноуретан внутри своих ячеек содержит клетки печени человека (не показаны), в количестве около 2,5 х 1011 клеток, то есть в таком количестве, которое обычно составляет до 20-30% количества клеток средней печени взрослого человека. Оболочка 16 имеет на низком уровне впуск трубопровода воды для нагревания/охлаждения 20 и на высоком уровне выпуск трубопровода воды для нагревания/охлаждения 22. Трубопроводы 20 и 22 подключены к источнику воды для нагревания/охлаждения (не показан), причем циркуляция воды через оболочку 16 производится при помощи насоса (не показан), со скоростью и/или с температурой, которая контролируется при помощи термореле (также не показано),которое установлено на баке 14 и позволяет контролировать температуру бака 14, таким образом, чтобы поддерживать ее желательное значение, а именно 37 С для клеток печени человека. Биореактор 12 в верхней части имеет впуск жидкости, которая нагнетается насосом 24 по трубопроводу 26 с расходом 600 мл/мин, а преимущественно с расходом 100-250 мл/мин; причем устройство 12 имеет у основания выпуск жидкости, которая по трубопроводу 28 поступает в фильтр биомассы 30. Фильтр биомассы 30 имеет мембрану 32 и выпуск биомассы, подключенный к трубопроводу 34 выгрузки отходов, а также трубопровод 36 для подачи фильтрата в разделительное устройство 38. Устройство 38 предназначено для разделения жидких фаз эмульсии друг от друга, а именно водной фазы от жидкой фазы перфторированного углерода, в том случае, когда используют синтетическую составляющую переносящей кислород жидкости в виде перфторированного углерода, как это описано далее более подробно. В том случае, когда используют другие синтетические составляющие переносящей кислород 13 жидкости, такие как растворенный не содержащий клеток гемоглобин или суспензию капсулированного в липосоме гемоглобина, то, естественно, в разделительных устройствах используют другие технологии разделения. Разделительное устройство 38 имеет мембрану для разделения фаз 40, а также имеет два выпуска, а именно выпуск фазы перфторированного углерода в трубопровод перфторированного углерода 42, который ведет в устройство для удаления углекислого газа 44, и выпуск водной фазы или фазы плазмы в трубопровод водной фазы или фазы плазмы 46, который ведет в устройство деаэрации 48. Устройство 44 имеет выпуск жидкости в трубопровод жидкости 50, который ведет в устройство оксигенирования 52, и выпуск углекислого газа в вакуумную линию углекислого газа 54, которая подключена к вакуумному насосу (не показан). Устройство оксигенирования 52 получает питание по трубопроводу подачи питательного раствора 56 и по трубопроводу добавки органической фазы 58; к нему также подключен трубопровод подачи газообразного кислорода 60. Устройство 52 имеет выпуск жидкости в трубопровод жидкости 62, который ведет в устройство деаэрации 64, которое, в свою очередь, имеет выпуск жидкости в трубопровод 66, который ведет на впуск насоса 24. Линия кондиционирования крови (не показана) может быть подключена к устройству 52, для подачи веществ кондиционирования крови в жидкость в устройстве 52. Насос 24, биореактор 12, фильтр 30, разделительное устройство 38, устройство для удаления углекислого газа 44, устройство оксигенирования 52 и устройство деаэрации 64, а также соединяющие их трубопроводы вместе образуют контур циркуляции плазмы. Установка 10 дополнительно содержит разделительное устройство плазмы 68, которое имеет полупрозрачную мембрану 70. Устройство 68 имеет выпуск плазмы в трубопровод плазмы 72, который соединен с линией 66, и выпуск содержащей клетки цельной крови в трубопровод жидкости 74, который соединен с линией 46, между разделительным устройством 38 и устройством деаэрации 48. Разделительное устройство плазмы 68 подключено к насосу 76 при помощи линии 78. Наконец, линия подачи крови 80 подключена к впуску насоса 76, а устройство деаэрации 48 имеет выпуск в линию возврата крови 82,причем линии 80 и 82 ведут соответственно в венозную систему пациента (не показана) и из нее и обеспечивают связь с венозной системой. Насос 76, разделительное устройство 68 и устройство деаэрации 48, совместно с пациентом и подключенными к нему линиями, образуют контур циркуляции крови. По способу в соответствии с настоящим изобретением венозная кровь непрерывно отби 004455 14 рается от пациента по линии 80 при помощи насоса 76 с расходом 400 мл/мин, а преимущественно 150-250 мл/мин, и поступает после насоса по линии 78 в разделительное устройство 68, в котором кровь разделяется на фракцию цельной крови и фракцию плазмы. Фракция плазмы выпускается из устройства 68 с расходом 200 мл/мин, а преимущественно 150-250 мл/мин,и поступает по линии 72 в точку 84 соединения с линией 66, в то время как фракция цельной крови выпускается из устройства 68 с расходом 200 мл/мин, а преимущественно 150-250 мл/мин, и поступает по линии 74 в точку 86 соединения с линией 46. В линии 66, выходящей из устройства 64, содержится фаза перфторированного углерода, которая включает в себя желательный перфторированный углерод, а именно перфтороктилбромид с объемной концентрацией 10-60%. Плазма из устройства 68 перемешивается с предварительно образованной эмульсией, которая содержит перфторированный углерод, поступающий из устройства 64 в линию 66, причем эмульсия содержит лецитин яичного желтка в качестве эмульгатора, при этом эмульсия содержит перфторированный углерод в качестве своей дисперсной фазы; указанная эмульсия поступает в верхнюю часть бака 14. В баке 14 эмульсия проходит вниз за счет перфузии через матрицу 18, в контакте с живыми клетками печени, фиксированными в матрице. Поток воды по линиям 20 и 22, входящий в оболочку 16 и выходящий из нее, контролирует температуру эмульсии в матрице на уровне около 37 С. Клетки печени поглощают кислород и питательные вещества из эмульсии, а эмульсия поглощает углекислый газ и другие продукты обмена веществ из клеток печени. Эмульсия выходит из устройства 12 по линии 28 и поступает в фильтр биомассы 30. В фильтре 30 эмульсия фильтруется для удаления из нее биомассы, а отфильтрованная биомасса по линии 34 удаляется из фильтра 30 в отходы. Отфильтрованная эмульсия выходит из фильтра 30 по линии 36 и поступает в разделительное устройство 38, где эмульсия разделяется на водную фазу или фазу плазмы и фазу перфторированного углерода. Фаза перфторированного углерода выходит из устройства 38 по линии 42 и поступает в устройство удаления углекислого газа 44, а водная фаза или фаза плазмы выходит из устройства 38 по линии 46 и поступает в устройство деаэрации 48, причем водная фаза или фаза плазмы получает в точке 86, выше по течению относительно устройства 48, цельную кровь из линии 74. Кровь, которая содержит указанную цельную кровь и указанную водную фазу или фазу плазмы, подвергается деаэрации в устройстве деаэрации 48 и возвращается по линии 82 в венозную систему пациента. 15 В устройстве 44 углекислый газ удаляется под вакуумом и отводится по линии 54, причем фаза перфорированного углерода выходит из устройства 44 по линии 60 и поступает в устройство оксигенирования 52. Само собой разумеется, что углекислый газ может быть удален и при помощи другой подходящей технологии. В устройстве оксигенирования 52 фаза перфторированного углерода обогащается питательными веществами, поступающими по линии 56, и получает добавку перфторированного углерода по линии 58 и кислорода по линии 60. Обновленная фаза перфторированного углерода выходит из устройства 52 по линии 62 и поступает в устройство 64, где она подвергается деаэрации. Кондиционирующие кровь вещества,такие как вещества контроля рН, также могут быть введены в фазу перфторированного углерода в устройстве 52 по соответствующей линии(не показана). Разделительное устройство 68 предотвращает поступление иммунокомпетентных клеток крови в переносящую кислород жидкость, для снижения возможности иммунной активности,когда иммунокомпетентные клетки пациента входят в контакт с экзогенными клетками в системе биореактора. Отличительной характеристикой изобретения является разделение контура циркуляции плазмы от контура циркуляции крови, что позволяет переносящей кислород жидкости циркулировать через биореактор с более высокой скоростью, чем непрерывная скорость отбора крови от пациента. В этом отношении разделительное устройство 38 может действовать в качестве резервуара для переносящей кислород жидкости. Дополнительной характеристикой изобретения является то, что различные устройства и линии могут быть изолированы или отрегулированы по температуре при помощи соответствующего нагревания или охлаждения, для поддержания температуры во всех жидкостях в установке, возможно более близкой к 37 С. Преимуществом изобретения, описанного со ссылкой на чертеж, является то, что оно позволяет поддерживать жизнеспособность клеток печени и их метаболическую активность в течение 14 дней или больше. Клетки позволяют удалять нейротоксины и токсины печени из крови пациента, производя нейротрофические факторы, гепатотропные факторы и специфические для печени факторы коагуляции и осуществляя другие виды метаболической активности клеток печени. Это может позволить, в том случае, когда устройство содержит достаточное число клеток печени, например 20% или больше от числа таких клеток в печени пациента, регенерировать печень пациента или перенести пациенту период ожидания до момента трансплантации печени. 16 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Биореактор (12), который имеет держатель (14), содержащий трехмерную матрицу вспененного материала (18), причем вспененный материал (18) имеет пористое внутреннее пространство и содержит в своем пористом внутреннем пространстве фиксированные на нем живые клетки, при этом биореактор (12) также имеет жидкость в своем держателе (14),причем эта жидкость является переносчиком кислорода и насыщает и пропитывает матрицу(18), при этом жидкость содержит, по меньшей мере частично, синтетическую или полусинтетическую переносящую кислород составляющую, матрица (18) представляет собой единую или интегральную сплошную массу вспененного материала (18), при этом вспененный материал (18) имеет открытые ячейки, причем биореактор (12) является частью контура циркуляции переносящей кислород жидкости, предназначенного для подачи переносящей кислород жидкости в держатель (14), для циркуляции указанной жидкости за счет перфузии через матрицу (18), в которой фиксированы живые клетки, и для вывода указанной жидкости из держателя(14). 2. Биореактор по п.1, отличающийся тем,что вспененный материал (18) с открытыми ячейками является биосовместимым и биостабильным и представляет собой полимерный вспененный материал (18). 3. Биореактор по п.2, отличающийся тем,что вспененный материал (18) представляет собой вспененный полимер, выбранный из группы, в которую входят полиуретановые полимеры, поливинилхлоридные полимеры, полиэтиленовые полимеры, полипропиленовые полимеры, полистирольные полимеры, сополимеры указанных выше полимеров, сополимеры бутадиена и стирола, сополимеры стирола и акрилонитрила, сополимеры акрилонитрила, бутадиена и стирола, полиметилметакрилатовые полимеры, полиамидные полимеры, полигексаметилен адипамидные полимеры, полигексаметилен себакамидные полимеры, поликапралактоновые полимеры, полиэтилен терефталатовые полимеры, полибутилен терефталатовые полимеры,поликарбонатные полимеры, полиацетальные полимеры, полимеры поливинилового спирта,мочевиноформальдегидные полимеры, фторсодержащие полимеры, кремнийсодержащие полимеры, а также смеси указанных полимеров и сополимеров. 4. Биореактор по одному из пп.1-3, отличающийся тем, что живые клетки представляет собой клетки млекопитающих, а переносящая кислород жидкость образует заменитель крови,который действует также в качестве переносчика углекислого газа. 5. Биореактор по одному из пп.1-4, отличающийся тем, что переносящая кислород жид 17 кость содержит водный раствор и имеет в качестве синтетической или полусинтетической переносящей кислород составляющей по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, в которую входят не имеющие клеток гемоглобины, сшитые гемоглобины, капсулированные в липосоме гемоглобины и перфторированные углероды. 6. Биореактор по п.5, отличающийся тем,что синтетической или полусинтетической составляющей является синтетический перфторированный углерод, переносящей кислород жидкостью является эмульсия органической фазы и водной фазы, причем органическая фаза содержит перфторированный углерод и является дисперсной фазой эмульсии, а водная фаза является непрерывной фазой эмульсии и представляет собой водный раствор. 7. Биореактор по п.5, отличающийся тем,что синтетической или полусинтетической составляющей является не содержащий клеток гемоглобин, растворенный в водном растворе,таком как плазма крови. 8. Биореактор по п.6, отличающийся тем,что синтетической или полусинтетической составляющей является капсулированный в липосоме гемоглобин, образующий суспензию в водном растворе, таком как плазма крови. 9. Биореактор по одному из пп.1-8, отличающийся тем, что держатель (14) представляет собой реакционный сосуд или контейнер (14),который имеет впуск для переносящей кислород жидкости и выпуск для переносящей кислород жидкости, причем выпуск переносящей кислород жидкости расположен на более низком уровне, чем впуск переносящей кислород жидкости, и образует дренажный канал для переносящей кислород жидкости, причем держатель(14) снабжен устройством регулирования температуры (16), предназначенным для регулирования температуры матрицы (18) и переносящей кислород жидкости. 10. Биореактор по одному из пп.1-9, отличающийся тем, что он является частью контура регулирования температуры жидкости, предназначенного для циркуляции регулирующей температуру жидкости в держатель (14) и из него,причем держатель (14) снабжен устройством регулирования температуры (16) в виде полой оболочки для регулирования температуры (16) держателя (14), при этом оболочка (16) имеет впуск (20) и выпуск (22) для регулирующей температуру жидкости, причем контур регулирования температуры содержит устройство циркуляции жидкости, предназначенное для циркуляции регулирующей температуру жидкости вдоль контура регулирования температуры и вокруг него, термореле, а также теплообменник,расположенный на расстоянии от держателя(14) и управляемый по сигналам от термореле,таким образом, чтобы контролировать температуру регулирующей температуру жидкости и, 004455 18 следовательно, регулировать температуру матрицы (18) и переносящей кислород жидкости. 11. Биореактор по одному из пп.1-10, отличающийся тем, что контур циркуляции переносящей кислород жидкости включает в себя по меньшей мере одно устройство, выбранное из группы, в которую входят устройства для обеспечения циркуляции жидкости (24), предназначенные для обеспечения циркуляции переносящей кислород жидкости по указанному контуру и вокруг него, устройства для удаления биомассы (30), предназначенные для удаления биомассы из переносящей кислород жидкости, выходящей из держателя (14), разделительные устройства (38), предназначенные для разделения синтетической или полусинтетической составляющей переносящей кислород жидкости от других ее составляющих, устройства для удаления углекислого газа (44), предназначенные для удаления углекислого газа из переносящей кислород жидкости, устройства оксигенирования(52), предназначенные для оксигенирования переносящей кислород жидкости, и устройства деаэрации (64), предназначенные для деаэрации переносящей кислород жидкости. 12. Биореактор по п.11, отличающийся тем, что контур циркуляции содержит множество устройств группы, которые установлены,начиная с держателя (14), в последовательности,которая содержит единственное устройство для удаления биомассы (30), затем, по очереди,единственное разделительное устройство (38),единственное устройство для удаления углекислого газа (44), единственное устройство оксигенирования (52), единственное устройство деаэрации (64) и единственное устройство для циркуляции жидкости (24), после которого расположен держатель (14), так что контур является бесконечным или замкнутым, причем устройство циркуляции жидкости (24) предназначено для обеспечения циркуляции переносящей кислород жидкости по контуру и вокруг него, в направлении, в котором стоят одно за другим устройства группы в указанной последовательности. 13. Биореактор по одному из пп.1-12, отличающийся тем, что контур циркуляции переносящей кислород жидкости соединен с контуром циркуляции крови для обеспечения циркуляции крови в контакте с переносящей кислород жидкостью в контуре циркуляции переносящей кислород жидкости, для доставки не содержащих клеток составляющих крови в контур переносящей кислород жидкости и для получения или выведения не содержащих клеток составляющих водного раствора переносящей кислород жидкости из контура переносящей кислород жидкости, причем контур циркуляции крови включает в себя устройство циркуляции крови(76), предназначенное для обеспечения циркуляции крови по контуру циркуляции крови и вокруг него, разделительное устройство плазмы(68), предназначенное для разделения крови,которая циркулирует по контуру циркуляции крови и вокруг него, на не содержащую клеток фракцию плазмы крови и на содержащую кровяные клетки фракцию и некоторую часть плазмы крови, и устройство деаэрации (48), предназначенное для деаэрации крови, которая циркулирует по контуру циркуляции крови и вокруг него. 14. Биореактор по п.13, отличающийся тем, что устройства в контуре циркуляции крови установлены в такой последовательности, в которой за устройством циркуляции крови (76) следуют, по очереди, разделительное устройство плазмы (68) и устройство деаэрации (48),причем устройство циркуляции крови (76) выполнено с возможностью обеспечения циркуляции крови вдоль контура циркуляции крови и вокруг него, в направлении, в котором устройства в контуре циркуляции крови установлены в указанной последовательности. 15. Биореактор по п.13 или 14, отличающийся тем, что соединением между контуром переносящей кислород жидкости и контуром циркуляции крови является соединение между контуром переносящей кислород жидкости и разделительным устройством плазмы (68) в контуре циркуляции крови. 16. Способ культивирования живых клеток, который предусматривает осуществление циркуляции жидкости, которая является переносчиком кислорода и которая содержит, по меньшей мере частично, полусинтетическую или синтетическую переносящую кислород составляющую, через матрицу вспененного материала (18), имеющую пористое внутреннее пространство, в котором фиксированы живые клетки, причем матрица образует часть контура циркуляции переносящей кислород жидкости,предназначенного для циркуляции переносящей кислород жидкости в держатель (14), который содержит трехмерную матрицу (18), через матрицу (18), и наружу из держателя (14), при этом клетки поглощают кислород и питательные вещества из жидкости, а жидкость поглощает углекислый газ и другие продукты обмена веществ из клеток, причем способ отличается тем,что матрица (18) представляет собой единую или интегральную сплошную массу вспененного материала с открытыми ячейками, а циркуляция переносящей кислород жидкости через матрицу (18) осуществляется за счет перфузии переносящей кислород жидкости через матрицу(18). 17. Способ по п.16, отличающийся тем, что переносящая кислород жидкость содержит водную составляющую в виде плазмы крови, причем перфузия жидкости через матрицу (18) осуществляется за счет циркуляции жидкости по контуру циркуляции переносящей кислород жидкости и вокруг него и через матрицу (18),причем способ включает в себя операцию регу 004455 20 лирования температуры матрицы (18) и переносящей кислород жидкости, для поддержания температуры матрицы (18) и переносящей кислород жидкости в желательном диапазоне температур. 18. Способ по п.17, отличающийся тем, что он включает в себя операцию извлечения биомассы из переносящей кислород жидкости, циркулирующей по контуру циркуляции переносящей кислород жидкости и вокруг него, и удаления извлеченной биомассы в отходы. 19. Способ по п.17 или 18, отличающийся тем, что он предусматривает разделение переносящей кислород жидкости, циркулирующей по контуру циркуляции переносящей кислород жидкости и вокруг него, на водную фазу и на фазу, содержащую полусинтетическую или синтетическую переносящую кислород составляющую, причем водная фаза, главным образом, не содержит переносящих кислород составляющих, при этом способ предусматривает сохранение разделенной фазы, содержащей полусинтетическую или синтетическую составляющую,в контуре циркуляции переносящей кислород жидкости и подачу разделенной водной фазы в контур циркуляции крови, соединенный с контуром циркуляции переносящей кислород жидкости. 20. Способ по п.19, отличающийся тем, что он предусматривает обработку крови человека,причем указанный способ включает в себя операцию разделения крови из контура циркуляции крови на фракцию плазмы и на не содержащую клеток фракцию, причем фракцию плазмы подают в переносящую кислород жидкость в контуре циркуляции переносящей кислород жидкости, а не содержащую клеток фракцию сохраняют в контуре циркуляции крови. 21. Способ по п.20, отличающийся тем, что отделение фракции плазмы от не содержащей клеток фракции производят при помощи полупрозрачного барьера (70), через который проходит фракция плазмы и не проходит содержащая клетки фракция. 22. Способ по одному из пп.16-21, отличающийся тем, что живые клетки выбирают из группы, в которую входят клетки печени свиньи, клетки печени человека, клетки печени бабуина, а также их смеси, причем указанные клетки производят обработку крови за счет осуществления функции синтетической печени для крови. 23. Способ по п.22, отличающийся тем, что количество клеток печени в матрице (18), через которую осуществляется перфузия переносящей кислород жидкости, способно выполнять по меньшей мере 20% основной функции печени,необходимой для взрослого человека, причем кислород подается в переносящую кислород жидкость при помощи устройства оксигенирования, питательные вещества подаются в переносящую кислород жидкость за счет плазмы крови, при этом углекислый газ удаляется из переносящей кислород жидкости при помощи устройства оксигенирования, а метаболиты клеток удаляются из переносящей кислород жидкости за счет плазмы крови, при соответствующих 22 скоростях, которые достаточны для перфузии переносящей кислород жидкости через матрицу,чтобы поддерживать жизнеспособность и метаболическую активность клеток в течение времени, равного по меньшей мере 3 дням.