目前,构建适于肝细胞体外生长和功能维持的生物反应器是生物人工肝研究的焦点。针对现有二维平板式和中空纤维反应器存在的比表面积小、无法支持细胞三维生长、细胞易于脱落、细胞接种不均匀和物质传递受限问题,需要研制适于肝细胞三维培养的支架,并用于生物人工肝反应器的构建。本研究首先考察基于商业化Fibra-Cel(FC)片状纤维载体培养hiHep细胞并构建生物人工肝反应器的可行性。其次,研制N-乙酰乳糖胺或明胶改性的PET-Gal和PET-Gel纤维支架,表征改性后的PET纤维材料理化性质,并研究其对hiHep细胞生长和功能的影响。最后,构建了基于优化改性支架的填充床生物反应器,并探究其对细胞粘附、生长和肝相关功能的影响。结果表明,采用商业化FC片状纤维载体可以构建用于支持hiHep细胞生长的灌注培养体系,在2 mL/min低速率下,hiHep细胞接种率高、增殖较快、白蛋白分泌以及肝特异性基因表达水平较高。通过N-乙酰乳糖胺和明胶修饰的PET纤维支架,改善了亲水性、吸水率、纤维刚性和粗糙度等理化性质。在15 d静态培养条件下,PET-Gal和PET-Gel纤维支架均能促进hiHep细胞的粘附和增殖,细胞分别增殖21.4倍和21.2倍。PET-Gal纤维支架较PET-Gel纤维支架能更好地维持hiHep细胞活力,白蛋白和尿素产生、Ⅰ相和Ⅱ相药物代谢酶活力、胆盐外排能力以及氨消除和胆红素结合能力等肝特异功能得以提高。进一步建立了基于PET-Gal纤维支架的填充床反应器,在2 mL/min速率下,hiHep细胞接种率达(94.2±1.1)%,经过10 d灌注培养后细胞密度达(81.7±5.2)×10~6 cells/cm~3;与PET纤维支架生物反应器相比,PET-Gal纤维支架反应器能更好地支持hiHep细胞粘附、增殖、均匀分布和活性,同时能更好地维持白蛋白和尿素的合成与分泌、Ⅰ相药物代谢和氨消除等肝相关功能。研究结果可为将来进一步构建基于hiHep细胞和PET纤维支架的BAL反应器提供依据,同时也为新型BAL反应器的设计和构建提供思路。