1、课题来源与背景； 我国每年新发肝衰竭患者达30-50万，死亡率高达80%。供肝的有限性使得肝移植难以成为肝衰竭治疗的主要途径。大量动物实验和临床试验研究显示生物人工肝是肝衰竭治疗有效的新途径。生物人工肝三要素为种子细胞、细胞培养方式及生物反应器，其中种子细胞的功能、数量是人工肝的核心问题。本项目基于前期已有研究成果进一步拓展种子细胞来源，构建循环灌注式生物反应器实现细胞大规模培养，研制了新一代组合型生物人工肝系统样机为生物人工肝产业化奠定基础。

    2、技术原理及性能指标； 本项目基于人源细胞，采用Yamanaka 体细胞重编程技术诱导C3A人肝癌细胞重编程为诱导多能肝癌干细胞系；采用蓝光调控CRISPR/Cas9 的基因编辑技术启动C3A-iPCs内源CYP450s表达，获得可诱导药物代谢功能的种子细胞；利用CRISPR/Cas9 技术实现猪胎儿成纤维细胞PERV的功能基因大片段敲除，通过核移植获得了PERV表达量明显下降的基因敲除猪；构建循环式三维培养生物反应器，借助三维培养支架和反应器动态灌注培养模式，模拟肝细胞在体内生长环境，建立并优化人源性肝细胞大规模培养技术体系；在ZhJ-2型组合人工肝支持系统原理样机的基础上，开发样机软硬件系统，优化结构布局，减少体外管路用血量，提高系统可靠性，增强临床安全性，进一步优化操作流程，形成ZhJ-3型生物人工肝系统样机，并基于非人灵长类动物肝衰竭模型完成了样机体内安全性与有效性评价。该样机经广东省医疗器械质量监督检验所注册检验合格。

    3、技术的创造性与先进性； 目前，生物人工肝国内外还没有成熟的商用化产品，处于与国外同等水平。课题组在十一五、十二五期间自行研发了第一代和第二代组合型生物人工肝，已经在灵长类动物模型救治实验中取得了初步成功，也为完善优化更符合实际临床需求的设备奠定了坚实的基础。鉴于临床上的更高要求，在ZhJ-2型组合人工肝支持系统原理样机的基础上，基于生物反应器氧浓度分布进行生物人工肝供氧闭环控制，优化关键部件和结构布局，减少体外管路用血量，提高系统可靠性，优化操作流程，增强临床安全性，实现体外组合型生物人工肝系统的小型化、模块化、多功能化及国产化，从而形成第三代组合型生物人工肝系统样机，以更满足临床工作的需求，实现大型原理性样机到临床适用型样机的过渡，为进入产业化阶段奠定基础。

    4、技术的成熟程度，适用范围和安全性； 项目基于“一般硬件产品研发技术就绪水平评价标准细则”，ZhJ-3型生物人工肝脏的系统构建目前处于TRL6：形成产品正样（系统级），通过高逼真度的模拟使用环境中进行验证。产品适用范围主要是针对我国巨大的肝病患者群体，每年将拯救数十万人的生命，可以明显降低我国肝衰竭致死率。同时本土设备可以大幅降低医疗成本，惠国惠民。目前机械型人工肝产品已经非常成熟，主要通过血浆透析、血浆置换、血浆滤过等方法，将血浆中的毒性物质利用吸附、结合、稀释等非生物方式清除，目前已在临床应用。生物型人工肝包含具有代谢、合成、转化功能的肝细胞成分，肝功能替代作用较机械型人工肝更高更全面。目前产品基于肝细胞和ZhJ-3型生物人工肝脏系统已经获得国家部门出具安全性评价报告，具备安全性。

    5、应用情况及存在的问题； 本项目形成的相关技术和专利经国内多家企事业单位应用，获得了广泛的认可及好评，这些技术和专利在实际应用中具有良好的社会效益，在细胞移植、药物毒性评价、生物人工肝等医药行业具有广阔的应用发展前景，有非常好的适用性和推广价值。 同时，本项目授权的部分发明专利于2019年6月完成了实施使用权转让。 通过对相关技术及产品的应用推广和转让， 积累了大量临床治疗经验， 大大提升了我国人工肝脏领域的国际竞争力， 对行业技术发展起到了极为重要的推动作用。