سلول هاي بنيادي مزانشيمي يا MSCs ، سلولهاي استرومايي چندتواني هستند كه مي توانند به انواع سلول هاي مختلف از جمله: استئوبلاست ها (سلول هاي استخواني) ، كندروسيت ها (سلول هاي غضروفي) و آديپوسيت ها (سلول هاي چربي) تمايز يابند. به طورسنتي، مغز استخوان بالغ (BM) رايج ترين منبع سلول هاي بنيادي مزانشيمي براي كاربردهاي باليني است. اين سلول هاي بنيادي را مي توان از بافت هاي مختلفي از جمله بافت چربي ، خون بند ناف، پالپ دندان و بافت پيوندي بند ناف كه ژله وارتون (WJ) نام دارد نيز به دست آورد. جوانترين و ابتدايي ترين سلول هاي بنيادي مزانشيمي را مي توان از بافت بند ناف، يعني ژله وارتون و خون بند ناف به دست آورد. با اين حال MSC در غلظت هاي بسيار بالاتر در ژله وارتون نسبت به خون بند ناف ،كه يك منبع غني از سلول هاي بنيادي خونسازاست، يافت مي شود. سلول هاي بنيادي به دست آمده از اين بافت، منبعي ايمن و غيرتهاجمي را براي درمان با سلولهاي بنيادي ارائه مي دهد. بند ناف پس از تولد نوزاد به راحتي به دست آمده و به طور معمول دور انداخته مي شود و خطري از نظر جمع آوري براي نوزاد ندارد. سلول هاي بنيادي مزانشيمي بند ناف داراي خصوصيات ابتدايي بيشتري نسبت به ديگر سلول هاي بنيادي مزانشيمي بزرگسالان كه در مراحل بعدي زندگي به دست مي آيند، مي باشند كه اين مي تواند آنها را به عنوان منبع مفيدي از سلول هاي بنيادي براي كاربردهاي باليني قرار دهد. جداسازي اين سلولهاي فيبروبلاست شكل از ژله وارتون دراصل به سال 1991 بر مي گردد. از آغازشناسايي اين منبع، تعداد مطالعات نسبتا محدودي بر روي اين سلول ها انجام شده است. روشهاي فني براي جداسازي اين سلول هاي بنيادي از ژله وارتون به ميزان كمي بررسي شده و به طور چشمگيري در مطالعات با يكديگر متفاوت هستند. اگر چه تيمارآنزيمي با كلاژناز ، هيالورونيداز و تريپسين روشي است كه به طور گسترده براي جداسازي اين سلول هاي استرومايي استفاده مي شود، اما اين تيمارهاي آنزيمي نيز در مقالات مختلف بسيارمتفاوت بوده و استفاده از آنها مي تواند سبب كاهش زنده ماندن (viability) سلولي، تخريب گيرنده هاي سطح سلول و تغيير عملكرد سلول شود. چندين مطالعه نيز از تيمار غيرآنزيمي بر اساس مهاجرت سلول از بافت در محيط كشت استفاده كرده اند كه مستلزم صرف مدت زمان زيادي است و سلولهاي به دست آمده از آن معمولا پير شده و قدرت تكثير آنها كاهش مي يابد. در اين مطالعه از روشي غير آنزيمي، ساده و منحصر به فرد در حداقل زمان و براساس اثر بافر نمكي فسفات بافر سالين(PBS) بر سست كردن و شكستن اتصالات بين سلولي براي رهايي سلولهاي مزانشيمي از ماتريكس كلاژني ژله وارتون ، استفاده شده است. بافر نمكي PBS شامل كلريد سديم، فسفات سديم، كلريد پتاسيم و فسفات پتاسيم مي باشد كه تهيه آن آسان و نسبتا ارزان است و اثرات منفي آنزيم ها را بر روي سلول ندارد. با كمك اين روش مي توان سلولهاي بنيادي مزانشيمي توانمند را با حفظ خصوصيات سلولي از 100% نمونه هاي بند ناف به دست آورد.

در اين اختراع داربست هاي نانوليفي ژلاتين و نيز داربست هاي هيبريدي از نانو الياف ژلاتين و پلي لاكتيد كو گلايكوليد (PLGA)به روش الكتروريسي تهيه گرديد. مورفولوژي نمونه ها توسط ميكوسكوپ الكتروني روبشي گسيل ميداني (FESEM) مشاهده شد. داربست هاي متشكل از نانو الياف ژلاتين عملكرد هوستاتيكي مطلوبي را نشان دادند. همچنين زيست سازگاري داربست ها به روش MTT براي سلول فيبروبلاست انساني مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج حاكي از زيست سازگاري و عملكرد هموستاتيكي مطلوب داربست ميباشد كه آن را براي كاربرد به عنوان پوشش هاي زخم مناسب مي گرداند.

در اين اختراع نانو الياف پلي لاكتيد-كو-گلايكوليد (PLGA) به روش الكتروريسي تهيه گرديد. همچنين نانو الياف پلي لاكتيد-كو-گلايكوليد حاوي سرم آلبومين گاوي (BSA) به عنوان مدل پروتئيني به روش الكتروريسي امولسيون تهيه گرديد. مورفولوژي نمونه ها توسط ميكوسكوپ الكتروني روبشي گسيل ميداني (FESEM) مشاهده شد. ساختار پوسته-مغزي نانو الياف توسط ميكروسكوپ الكتروني عبوري (TEM) بررسي شد. داربست ها پروفايل رهايش مطلوبي از پروتئين را در مدت زمان 14 روز نشان دادند. همچنين زيست سازگاري داربست ها به روش MTT براي سلول NIH-3T3 مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج حاكي از زيست سازگاري داربست و قابليت رهايش تدريجي پروتئين مي باشد كه داربست را براي كاربرد در مهندسي بافت مناسب مي گرداند.

در اين اختراع تهيه داربست هاي هيبريدي از نانو الياف پلي لاكتيد گو گلايكوليد (PLGA)و ژلاتين به روش گزارش گرديد. همچنين نانو الياف پلي لاكتيد گو گلايكوليد حاوي فاكتور رشد اپيدرمي (EGF) به به روش الكتروريسي امولسيون تهيه گرديد. مورفولوژي نمونه ها توسط ميكوسكوپ الكتروني روبشي گسيل ميداني (FESEM) مشاهده شد. ساختار پوسته-مغزي نانو الياف توسط ميكروسكوپ الكتروني عبوري (TEM) بررسي شد. داربست ها پروفايل رهايش مطلوبي از پروتئين را در مدت زمان 10 روز نشان دادند. همچنين زيست سازگاري داربست ها به روش MTT براي سلول فيبروبلاست انساني مورد ارزيابي قرار گرفت. نتايج حاكي از زيست سازگاري داربست و قابليت رهايش تدريجي پروتئين مي باشد كه داربست را براي كاربرد در مهندسي بافت پوست مناسب مي گرداند.

سلول هاي بنيادي مزانشيمي به دليل دارا بودن ويژگي هاي منحصر به فردي از قبيل: قابليت خود نوزايي، پلاستيسيتي بالا، تمايز به دودمان هاي مختلف، تعديل پاسخ هاي ايمني و انعطاف پذيري براي اصلاح ژنتيكي، منبع سلولي ايده آل و اميدبخشي براي پزشكي ترميمي مي باشند. بندناف انسان يكي از منابع بالقوۀ سلول هاي بنيادي مزانشيمي است كه جمع آوري آن مشكلات اخلاقي و محدوديت تهيه نمونه را ندارد. سلول هاي بنيادي مزانشيمي (MSCs) بندناف استخراج شده از ژل وارتون، به دليل دسترسي آسان، روش برداشت غير تهاجمي براي اهدا كنندگان و خطر پايين آلودگي هاي ويروسي و امكان تكثير در مقياس بالا نسبت به ساير MSC ها، گزينۀ مناسب تري جهت استفاده در تحقيقات و در نهايت در كلينيك براي سلول درماني محسوب مي شوند. روش هاي موجود كه براي استخراج سلول هاي بنيادي مزانشيمي استفاده مي گردد به صورت مكانيكي، explant يا آنزيمي هستند. آسيب پذيري بالا، زنده ماني پايين و دستيابي به تراكم بالا همراه با تاخير سلول هاي بنيادي از معايب روش هاي مكانيكي و explant مي باشند. در روش آنزيمي به دليل اينكه سلول هاي بنيادي مزانشيمي رها شده به داخل سوسپانسيون بلافاصله مواد مغذي و سوبسترا را دريافت مي كنند زودتر رشد خواهند كرد و در نتيجه در يك بازه زماني قابل پيش بيني با بازدهي بهتري به تراكم خواهند رسيد. روش هاي آنزيمي مختلفي تا به حال براي استخراج سلول هاي بنيادي مزانشيمي استفاده شده ولي روشي كه بتواند با توجه به طراحي محيط و ارزيابي عوامل خطر قبل از پردازش بافت، در بازه زماني كوتاه (كمتر از 24 ساعت) با زنده ماني بالا و قابليت پيش بيني تعداد سلول، ميزان بالايي از سلول را فراهم كند؛ ايجاد نشده است. در اين روش ميتوان در مدت زمان چند ساعت به سلولهاي بنيادي مزانشيمي بندناف انسان دست پيدا كرد و در مدت چند هفته مي توان به مقادير بالايي از اين سلولها به منظور استفاده در انواع درمانهاي مبتني بر سلول مزانشيمي رسيد. مدت زمان كوتاه انكوباسيون آنزيمي اين روش احتمال آلوده شدن منبع اوليه سلولي و همچنين صدمه به سلول را كاهش مي دهد.

امروزه جداسازي سلول‌هاي بنيادي از بافت بند‌ناف انسان براي كاربردهاي باليني از اهميت ويژه‌اي برخوردار است و از اينرو نياز است كه استخراج آنها در مقياس انبوه صورت گيرد. كشت و گسترش طولاني‌مدت سلول‌هاي مزانشيمي در آزمايشگاه باعث القاي پيري سلولي، كندي رشد و آپوپتوز مي‌گردد كه با كاهش خواص درماني اين سلول‌ها همراه است. از طرفي انجماد سلولي نيز مي‌تواند سبب تغيير رفتار اين سلول‌ها در حضور كرايوپروتكتانت‌ها و همچنين تحت استرس‌هاي سرما و ذوب كردن متعاقب شود كه نهايتاً آسيب‌هاي مختلفي را به سلول وارد كرده و زنده‌ماني آنها را تحت تأثير قرار مي‌دهد. لذا ذخيره‌سازي انجمادي بافت بندناف مي‌تواند راه‌حلي مفيد و منطقي باشد كه امكان‌ دسترسي به سلول‌هاي مزانشيمي را در زمان‌هاي لازم، از بافت اهدا شدۀ اوليه و مجدداً از پاساژ صفر، فراهم مي‌سازد و استفاده از سلول را به صورت off-the-shelf ارائه مي‌نمايد. روش‌هاي انجمادي مختلفي تاكنون براي ذخيره‌سازي بلندمدت بافت بندناف استفاده شده ولي روشي كه بتواند با طراحي محيط، عوامل خطر را قبل از پردازش بافت ارزيابي نمايد و همچنين با بهره از فرمولاسيون انجمادي قندي فاقد سرم باعث كاهش تغييرپذيري بازده سلولي و افزايش تعداد و زنده‌ماني سلول‌هاي استخراج يافته شود؛ ايجاد نشده است. هدف از ارائه‌ي اين روش، فراهم كردن انجمادي ايمن و مقرون به صرفه براي ذخيره‌سازي طولاني‌مدت بافت بندناف است.