سلول‌هاي اندوتليال يا سلول‌هاي پوشاننده عروق و همچنين سلول‌هاي پيش ساز آن‌ها سلول‌هايي هستند كه بطور وسيعي در تحقيقات باليني در حوزه بيماري‌‌هاي قلب و عروق و همچنين در شاخه مهندسي بافت جهت ساخت رگ مصنوعي كاربرد دارند. جهت رشد و تكثير سلول‌هاي اندوتليال و پيش ساز آن‌ها در محيط آزمايشگاه نياز به محيط‌هاي كشت اختصاصي است كه شرايط رشد و تكثير را براي اين سلول‌ها فراهم مي‌كنند. محيط‌هاي كشت اختصاصي سلول‌هاي اندوتليال متشكل از يك محيط پايه و چندين فاكتور رشد اختصاصي است كه به دليل دارا بودن فاكتورهاي رشد در مقايسه محيط‌هاي ديگر بسيار گرانتر هستند. از آنجائيكه توليد اين نوع محيط‌ها در انحصار تنها چند كمپاني خارجي است و ميزان فاكتورهاي رشد استفاده شده در اين محيط‌ها نيز تحت ليسانس اين كمپاني‌ها است. بنابراين يافتن فرمول غلظت مناسب از فاكتورهاي رشد براي اين محيط گامي است كه در راه توليد اين محيط در پژوهشگاه رويان برداشته شده است. بدين ترتيب دست‌يابي به راهكار توليد اين نوع محيط اختصاصي در داخل كشور و با استفاده از پروتئين‌هاي نوتركيب ساخت داخل، باعث رفع وابستگي تحقيقات و توسعه علوم زيستي به ويژه سلول‌هاي بنيادي كشور به اين محيط مي‌شود و همچنين امكان دسترسي به اين محيط با هزينه كمتر براي پژوهشگران داخلي فراهم مي‌شود.

سامانه ي تشكيل شونده در موضع بر پايه ي PLGA حاوي hGH با استفاده از حلال PEG-DME و پايدار كننده ي Tris(hydroxymethyl) aminomethane-HCl تهيه شد. اين محصول داراي يك سرنگ محلول پليمري حاوي پليمر PLGA 502H و حلال PEG-DME و همچنين يك سرنگ دارويي حاوي hGH به همراه Tris ، ساكارز، تويين 80، متيونين و فسفات در سرنگ دارويي است.به منظور استفاده سرنگ ها به يكديگر متصل شده و با حركات رفت و برگشتي دو سرنگ مخلوط و يك سوسپانسيون همگن براي تزريق آماده مي شود. در آزمايش هاي برون تني ، درصد رهايش تجمعي hGH در اين سامانه از حدود 14 درصد( بدون (Tris به 76 درصد ( با Tris ) مي رسد. بررسي ويژگي هاي اين سامانه نشان داد كه نفوذ آب، اتصالات كانال هاي داخلي، منافذ سطحي و آبدوستي در آن افزايش يافته و اسيديته در اين سيستم كاهش مي يابد. نتايج مطالعات درون تني در خرگوش نيز نشان داد كه هيچ اختلاف آماري معني داري در غلظت سرمي hGH و IGF-1 ، بين دو گروه خرگوش دريافت كننده ي سامانه ي تهيه شده (گروه آزمون) و گروهي كه داراي تزريق روزانه محصول تجاري Norditropin ® قلمي (گروه كنترل مثبت) ، در مدت 14 روزديده نشد. همچنين آزمايشات نشان دادند ، اختلاف آماري معني داري در گروه آزمون و خرگوش ها بدون تزريق (گروه كنترل منفي) نسبت به غلظت سرمي IGF-1 ديده مي شود. همچنين اين سيستم باعث التهاب كمتر بافت ها نسبت به محصولات ISI حاوي NMP و THAM مي شود.

هدف از اختراع موجود توليد موش مبتلا به ديابت نوع 2 در اثر رژيم غذايي AGEs و كم تحركي مي باشد. القاي موش ديابتي بوسيله كم تحركي و افزايش مصرف غذا حاوي AGEs (Advanced Glycation End products) انجام شده است. ميزان AGEs بصورت كاملا طبيعي و بصورت فرآوري شده افزايش مي يابد كه اين فرآيند كاملا شبيه غذاهاي انساني است و بصورت شيميايي به جيره هاي غذايي افزوده نشده است. همچنين، با توجه به اينكه القاي ديابت با كمك داروهاي شيميايي ناكارآمد است و بطور كامل سبب القاي ديابت نوع 2 نمي گردد و از سوي ديگر اختلالات ژنتيكي نيز شبيه به مدل انساني نمي باشد. نكته حائز اهميت اين است كه در اين اختراع دو عامل مهم در زندگي انسان ها يعني رژيم غذايي و فعاليت بدني كه نقش كليدي در چاقي و ديابت دارد در نظر گرفته شده است. در واقع اين اختراع شبيه سازي جامعه امروزي از لحاظ تغذيه و سبك زندگي مي باشد و نكته مهم و متمايز نسبت به ساير اختراعات ديگر مي باشد.

به دليل وقوع بالاي حوادث مختلف بالاخص حوادث رانندگي و همچنين تجربه يك جنگ تحميلي 8 ساله در كشور ما، همواره ضايعات نخاعي و مسائل مربوط به آن يكي از نگرانيها و دغدغه هاي جامعه پزشكي به ويژه جراحان مغز و اعصاب وصدمات نخاعي و خانواده هاي وابسته به اين مصدومين بوده است. (4) هر روشي علمي جديد قبل از اينكه برروي انسان و بصورت كلينيكال آزمايش شود بايد بر روي حيوانات آزمايشگاهي مورد بررسي قرار گيرد. ابتدائي ترين روشهاي ايجاد آسيب هاي نخاعي شامل انداختن حيوان از ارتفاع يا زدن با چوب يا يك صفحه فشرده به پشت حيوان بود.(1) در سال 1911 آقاي آلن اولين بار يك تكنيك جديد را گزارش داد كه در آن صدمه ها با استاندارد (دقت و كيفيت بهتري ايجاد شد. آلن در ابتدا بافت نرم و سپس يكي از استخوانهاي ستون مهره را برداشت و يك وزن مشخص را از ارتفاع مشخص در داخل يك لوله بر روي نخاع در معرض ديد قرار گرفته رها كرد(1) روشهاي مختلفي(contusion , compression , transaction (22) براي ايجاد ضايعه نخاعي وجود دارد كه هر كدام مزايا و معايبي دارند. از اين ميان، يكي از كاربردي ترين شيوها معرفي مي گردد. روش Contusion كه شامل شيوه Allen مي باشد.(1) بر آن شديم تا در اين مطالعه از ميان روشهاي موجود روش Modified Allen را براي ايجاد مدل آسيب نخاعي توسط وسيله اي كه از نمونه خارجي و پيشرفته آن (NYU(10) الگو برداري شده بر روي ميمون Rhesus macaca mulata كه از ميان حيوانات مختلف شباهت ظاهري و ژنتيكي بيشتر به انسان دارد انتخاب نماييم ، 5 قلاده ميمون Rhesus maccac mulata در آزمايشگاه صدمات نخاع پژوهشگاه رويان واقع در بيمارستان لقمان نگهداري شدند. در روز جراحي ميمونها تحت بيهشي كتامين mg / kg15 و زايلازين mg / kg 4 . 0 به مدت 30 دقيقه بيهوش گرديدند. پس از الامينكتومي در سطح T10 , T9 نخاع در معرض ديد قرار گرفت .وسيله مورد نظر بروي نخاع سوار شد و دو دفعه وزنه 50گرمي از ارتفاع 12 سانتي متري بروي صفحه فشرده mm10 كه در تماس با نخاع بود وارد شد . لازم بود قبل و بعد از ضربه (تا 36ساعت) براي اطمينان از سلامتي نخاع و صحت عمل ضربه از هر يك از ميمون ها MRI تهيه شود MRI (دستگاه با قدرت ۱۰۵ تسلا T1W و T2W از نخاع در مقاطع Sogital و Axial در فاصله مهره C5 تا 712 و L1 تهيه شد. حدود سه ماه پس از ايجاد مدل براي بررسي بهتر ميكروسكوپي و پاتولوژي ضايعه در نخاع از هر يك از ميمونها اتوپسي صورت گرفت. در تمامي نمونه ها پس از وارد آمدن ضربه، تغييرات سيگنال بصورت افزايش سيگنال در t1و t2، در مقاطع ساجيتال و آگزيال در ناحيه ضربه T9 - T10 ناشي از هماتوم، التهاب ، فشار بر روي نخاع و تخريب نسج مشاهده شد. در بررسي هاي هيستو پاتولوژيك بروش H & E نواحي بالاتر و پايين تر از كانون ضايعه كانال آپانديمي مركزي بطور سالم رويت و بقاياي نسج عصبي نخاع درمركز رويت مي شد . پاره اي از سلولهاي نورونال كروماتوليز مركزي را نشان مي دادند و نسج آستروگليال واكوئلي فراوان كه نشانگر اسكار گليال بود بفراواني رويت مي گرديد. در برش هايي كه از كانون ضايعه در در تمامي نمونه ها صورت گرفته بود كليه نسج تخريب شده و دژنرسانس واكوئلر شديد رويت گرديد. بقاياي كانال تخريب شده نخاعي بدون اثري از سلولهاي پوششي اپانديمال مشاهده شد. هيچگونه اثري از نورون ها ديده نمي شد. با توجه به نتايج حاصله و مقايسه اين نتايج با نتايج ديگر محققين در اين زمينه كه از روشهاي مختلفي براي ايجاد مدل استفاده كرده اند ، نشان ميدهد روش اصلاح شده آلن (11و12) و وسيله اي كه براي اين منظور ساخته شده از كارايي لازم براي ايجاد مدل نخاعي شبيه به مدل باليني برخوردار است. لازم به ذكر است تهيه دستگاه NYU impactor بسيار سخت و كار با آن پيچيدگي خاص دارد و تهيه آن مستلزم صرف وقط و هزينه بسيار دارد و از طرفي اين دستگاه براي كار بر روي حيوانات بزرگتر مانند گوسفند سگ و ميمون بعلت ابعاد كوچك قابل استفاده نمي باشد در صورتي كه وسيله ساخته شده بسيار ساده و ارزان ميباشد و قابليت استفاده بر روي انواع حيوانات با اندازه هاي متفاوت مي باشد.

هورمون محرك فوليكولي (FSH ) با تنظيم توليد سلول هاي جنسي و هورمون هاي استروئيدي، نقش محوري و اساسي در توليدمثل ايفا مي كند. كاربرد اين هورمون در درمان ناباروري بسيار حياتي مي باشد و اين امر ضرورت تحقيقات بر روي اين گونه داروها و توليد محصولات نوتركيب را توجيه پذير مي سازد. از آنجايي كه امروزه تقاضاي زيادي براي توليد چندين تخمك در هر دوره جنسي در ماديان وجود دارد لذا توليد نوع نوتركيب FSH اسبي از جنبه كاربرد هاي تجاري در ماديان بسيار حائز اهميت است. براي تحقق اين هدف توالي نوكلئوتيدي كد كننده FSH اسبي از بافت هيپوفيز قدامي نژاد دورگ تركمن- توربرد، استخراج و توالي DNA مربوط به هر دو زير واحد آلفا و بتاي اين هورمون، با استفاده از پرايمرهاي اختصاصي تكثير شد. پس از كلون سازي توالي هاي نوكلئوتيدي هر دو زنجيره درون وكتور واسطهpTZ57R/T و تاييد آن، اين دو زنجيره، درون وكتور بياني متناسب با سلول ميزبان مخمري Pichia pastoris، يعني وكتور pPIC-9 ، ساب كلون گرديدند. سازه نوتركيب پس از خطي شدن، به ژنوم مخمر ترانسفورم و تاييديه حضور ژن در ژنوم مخمر انجام شد. مخمر هاي داراي سازه نوتركيب براي تحريك بيان و ترشح ژن FSH در محيط كشت BMMY ، تحت شرايط القايي قرار گرفتند و در پايان، ترشح پروتئين FSH اسبي نوتركيب در محيط كشت القايي مخمر با استفاده از آنتي بادي هاي اختصاصي بررسي و تاييد شد. توليد هورمون نوتركيب FSH اسب نژاد دورگ تركمن-توربرد ايراني كه براي اولين بار در دنيا با استفاده از سيستم بياني Pichia pastoris انجام گرديده، نوآوري اصلي در اين پروژه بشمار ميرود؛ اما دستآورد ويژه ، راه اندازي و ايجاد دانش فني توليد هورمون هاي نوتركيب موثر در ناباروري با كمك سيستم ترشحي مخمر بوده كه براي اولين بار در كشور گزارش گرديده تا كشور بتواند در زمينه درمان ناباروري هم راستا با دانش روز گام بردارد.

مهندسي كشت سلول چندي است كه به عنوان يك درمان جايگزين در بيماريهاي مادرزادي و اكتسابي سيستم ادراري – تناسلي به كار مي رود. از مواد سنتتيك مثل تفلون، سيليكون و ذرات كربن به طور تجربي در مجرا و گردن مثانه جهت درمان بي اختياري ادراري استفاده شده است ولي استفاده از اين درمانها با محدوديتهايي در موفقيت همراه بوده است از جمله : التهاب مزمن، واكنش جسم خارجي، آبسه هاي اطراف مجرا، صدمه به مثانه و پيشابراه ، انسداد سيستم ادراري و رتانسيون ادرار، اختلالات عملكردي حين ادرار كردن (voiding dysfunction) مهاجرت به بافتهاي داخلي و آمبولي ريه. لذا تحقيقات در چند سال اخير به سمت استفاده از بافتهاي طبيعي دستگاه ادراري جهت ترميم ضايعات و يا تقويت دستگاه ادراري سوق داده شده است. هدف از انجام پروژه به دست آوردن سلول هاي عضلاني جهت استفاده در آينده براي درمان بي اختياري استرسي ادراري است. از علل بي اختياري استرسي ادراري مي توان به (ISD) Intrinsic Sphincter Deficiency و ضعف بافتهاي حمايت كننده يورترا را نام برد و با تزريق سلولهاي عضلاني به اسفنكتر مثانه و پيشابراه علاوه بر اثر حجم دهندگي آنها مي توان از پتانسيل اين سلولها براي ترميم و تمايز بافت و در واقع بهبود عملكرد اسفنكتر استفاده نمود. جهت نيل به اين هدف، نمونه عضلاني از عضله دلتوئيد بيماران مبتلا به بي اختياري تهيه شده و جهت جداسازي و كشت سلولهاي عضلاني از آن استفاده مي شود.

هدف از مهندسي بافت تقليد از طبيعت براي حل محدوديت هاي معالجات كلينيكي ودرماني است. مهندسي بافت براساس سه تركيب اصلي بافت هاي بيولوژكي يعني ماتريكس خارج سلولي ٬مولكول هاي پيام رسان و سلول، ايجاد شده است. كه به ترتيب توسط داربست ٬فاكتورهاي رشد وسلول شبيه سازي مي شود. يكي از عمده مشكلات داربست هاي سنتتيك رد پيوند آنها توسط سيستم ايمني بدن است.اين درحالي است كه داربست هاي طبيعي تقريبا فاقد اين مشكل مي باشند. داربست هاي تهيه شده از پليمر هاي طبيعي به دليل زيست تخريب پذيري و زيست سازگاري و در دسترس بودن ، حداقل پاسخ التهابي، و قيمت مناسب، گزينه هايي مناسب جهت استفاده در مهندسي بافت مي باشند. استفاده ازداربستي اسفنجي با منشا ماتريكس خارج سلولي پرده آمنيوتيك باتوجه به مقادير زيادي از انواع كلاژنها،پروتئوگليكانها، گليكوپروتئينهاويكسري فاكتورهاي رشدمانند انواع TGF-βهاي ترشح شده به وسيله سلول هاي فيبروبلاست، يكي از راهكارهاي مناسب در بازسازي پوست افراد دچار سوختگي به حساب مي آيد. با توجه به هزينه هاي بالاي جايگزين هاي تجاري بافت پوست، امكان خريد اين گونه پوشش هاي پوستي براي بيماران سوختگي وجودندارد٬لذا فراهم سازي جايگزين هاي مناسب پوستي با كمترين هزينه در داخل كشور وبومي سازي آن ،امري ضروري به نظر مي رسد.

امروزه طب ترميمي، بهترين مسير جايگزيني بافتهاي از دست رفته طي انواع بيماريها و يا حوادث تروماتيك مي باشد. در راهكار مهندسي بافت سلولهاي بافت مورد نظر روي بستر سه بعدي قرار داده شده و بافت مصنوعي ساخته مي شود. چالش عمده در اين زمينه، رگزايي است كه با توجه به اهميت خونرساني كافي به سلولهاي پيوند شده روشهاي متعددي براي حل آن به كار گرفته شده است. غالب اين روشها بسيار پرهزينه بوده و با توجه به ناپايداري و طول عمر كوتاه فاكتورهاي رشد از كارايي لازم برخوردار نيستند. روش پيشنهادي در اين طرح، پيوند سلولهاي بنيادي مزانشيمي مشتق از سلولهاي بنيادي جنيني انساني با بيش بيان القا پذير فاكتور رشد اندوتليالي عروقي، به عنوان سلول تسريع كننده رگزايي به همراه سلول مورد نياز براي بافت مصنوعي است. پيوند اين سلولها رگزايي را تسريع كرده و در نتيجه بقاي سلول مورد نياز و عملكرد طبيعي آن حفظ مي شود. بعلاوه اين روند از نظر اقتصادي نسبت به ساير روشها بصرفه بوده و با بيان سطوح بالاتري از فاكتور رشد كارايي بهتري دارد. مزيت ديگر اين سيستم القاپذير بودن بيان فاكتور رشد اندوتليالي عروقي است كه فقط در صورت وجود تتراسايكلين در محيط بيان صورت مي گيرد و در عدم حضور آن ژن خاموش شده و از عوارض احتمالي بيان دائمي آن جلوگيري مي شود.

يكي از دغدغه هاي پژوهشگران براي درمان ناباروري با فاكتور مردانه، دستيابي به بهترين روش براي انتخاب اسپرم، جهت استفاده در تكنيك كمك باروري تزريق درون سيتوپلاسمي اسپرم (ICSI: Intra Cytoplasmic Sperm Injection) مي باشد. اختراع حاضر ارائه روش نوين جداسازي اسپرم، زتا (Zeta)، بر اساس بار الكتريكي سطحي، به منظور جداسازي اسپرم بالغ و داراي كروماتين سالم است. در اين روش، انتخاب اسپرم بالغ بر اساس اختلاف پتانسيل روي سطح غشاي اسپرم صورت مي گيرد. اسپرم بالغ داراي بار الكتريكي 16- تا 20- ميلي ولت مي باشد، كه اين اسپرم ها قادرند به سطوح داراي بار مثبت اتصال يابند و جداسازي شوند. نتايج اوليه، بيانگر آن است كه اسپرم هاي جداسازي شده با اين روش از ريخت زايي طبيعي و ساختار كروماتين سالم برخوردار اند. اما ارزش يك روش جداسازي اسپرم زماني است كه بتوان در سطح كلينيكي نيز مورد استفاده قرار داد و نوزاداني سالم به خانواده آنها هديه كرد. لذا روش جداسازي نوين زتا هم در سطح پايه در آزمايشگاه و هم در سطح كلينيكي، مورد بررسي قرار گرفت و نتايج رضايتبخش آن، در مقالات معتبر و كتب بين المللي و داخلي به چاپ رسيد.

توليد لايه هاي الكتروريسي شده پلي هيدروكسي آلكانوات مهندسي شده با ذرات ماده زمينه خارج سلولي غضروف به منظور ايجاد يك داربست بهينه جهت ترميم آسيب هاي غضروفي ارائه شده است. امروزه از آنجايي كه عدم وجود عروق خوني و فشردگي الياف كلاژن و ساير مولكول هاي ECM قابليت ترميم طبيعي غضروف را محدود مي سازد، روش هاي درماني بر پايه مهندسي بافت بسيار مورد توجه قرار گرفته اند. در اين اختراع ذرات ECM غضروف پس از سلول زدايي بافت غضروف بيني انساني توليد گرديده و از طريق پيوند كووالانسي روي سطح نانوالياف پلي هيدروكسي آلكانوات پيوند زده شدند. داربست مهندسي شده حاصله علاوه بر اينكه زيست سازگار مي باشد به سبب اينكه حاوي مقادير قابل توجهي اجزاء ECM و سيگنال¬هاي مورد نياز براي رشد و تكثير سلول هاي كندروسيت مي باشد، قابليت القاء تمايز غضروفي بالايي دارد. همچنين داربست¬هاي توليد شده قابليت كاربرد در جراحي هاي ترميمي و زيبايي غضروف در افرادي كه از نقصهاي غضروفي مادرزادي يا ناشي از تصادف رنج مي برند، را نيز خواهند داشت.