اختراع با عنوان "ريز حامل‌هاي هيدروژل آلژينات حاوي نانوذرات مغناطيسي با پوشش ژلاتين جهت كشت سه بعدي سلول" در زمينه كشت سلولي، بيوتكنولوژي سلولي و زيست پزشكي مي¬باشد. محدوديت در نسبت سطح به حجم ظروف كشت، عدم ايجاد محيط همگن در هر كشت و تغييرات رفتارهاي سلولي ناشي از آن، افزايش مقياس دشوار و غيرقابل پيشبيني به علت وجود محدوديت‌هاي انتقال جرمي، نمونه برداري دشوار، عدم امكان پايش پارامترهاي بيولوژيكي بصورت پايدار و كنترل سخت سيستم بيولوژيكي مبتني بر اين روش¬ها، نيازمند ابداع روشي نوين براي غلبه بر اين چالش‌ها است. در اين اختراع بمنظور مرتفع نمودن مشكلات مذكور، ريزحامل‌هاي هيدروژل آلژينات حاوي نانو ذرات معناطيسي اكسيد آهن با پوشش دهي ژلاتين ارايه شده است. روش استفاده شده مبتني بر تزريق پيوسته جت ژل آلژينات همبسته شده با نانو ذرات در حضور ميدان الكتريكي ولتاژ بالا است كه داراي قابليت ژل شوندگي با كاتيون‌هاي دو ظرفيتي است كه امكان توليد محدوده¬ي گسترده¬اي از ريزحامل‌ها با ابعاد مناسب و خواص متنوع جهت كشت سلولي در زيست راكتور¬هاي صنعتي را فرآهم ميكند. در نهايت به دليل قابليت بارگذاري فاكتور¬هاي رشد و پپتيدهاي گوناگون روي نانو ذرات ميتوان به تمايز هدفمند و كنترل شده سلول جهت مصارف سلول درماني دست يافت. Hydrogel alginate microcarriers containing magnetic nanoparticles and coated with gelatin for three-dimensional cell culture

اختراعي با عنوان "ميلي زيست راكتور شيشه اي پرفيوژن جهت كشت همزمان دوبعدي و سه بعدي"كه در زمينه مهندسي پزشكي، مهندسي برق و مكانيك و پزشكي بازساختي و سلولي ارائه شده است. از ملزومات اصلي كشت سلول در شرايط آزمايشگاهي ظروف كشت مي باشد كه محيط مناسبي براي اتصال و رشد و تكثير سلولي فراهم ميسازند. بيوراكتورهاي كشت سلولي به عنوان سيستم-هاي شبيه ساز شرايط بدن مورد استفاده قرار ميگيرند و بايستي ملزوماتي از قبيل حفظ دماي فيزيولوژيك، امكان رسانش مواد غذايي و اكسيژن را داشته باشند. در اين اختراع، طراحي انجام شده امكان كشت دوبعدي و سه بعدي را بصورت همزمان ايجاد كرده و ميتوان شرايط بهينه كشت سلول را از طريق بهبود رسانش مواد مغذي و كنترل پارامترهاي موثر كشت نظير ميزان اكسيژن، حل شده، پوشش دهي پروتئيني بستر انجام داد. مطالعاتي نظير ميزان اتصال, پخش¬شوندگي و مهاجرت سلولي و غيره در شرايط عملياتي مختلف از طريق تصوير برداري آنلاين قابل اجراست. از ديگر مزيت¬هاي اين دستگاه امكان بررسي اثر تنش¬هاي برشي مختلف اعمالي بر زنده ماني و عملكرد سلول¬هاي كشت داده شده مي باشد علاوه بر اين، امكان بررسي اثر داروها و متابوليت¬هاي مختلف بر روي سلول هاي كشت داده شده را فراهم مي سازد.

اختراع با عنوان"زيست راكتور اتوماتيك و هوشمند سلول¬زدايي و سلول¬نشاني بافت قلب بر مبناي بهرهگيري از روشهاي تركيبي"در زمينه مهندسي زيستي، كامپيوتر، برق، مكانيك و بيوتكنولوژي ميباشد كه با ادغام دانش تخصص¬هاي فوق طراحي شده است. عدم وجود اهدا كننده كافي، خطرات رد بافت پيوندي در بدن ميزبان بعلت تفاوت¬هاي ژنتيكي، پرهزينه، ناكارآمد و دردسترس نبودن روش¬هاي جايگزين از جمله محدوديت¬هاي جدي در كاشت عضو خصوصا قلب ميباشد. در اين اختراع سامانه¬اي يكپارچه و هوشمند جهت انجام و كنترل كليه فرآيندهاي سلول¬زدايي و سلول¬نشاني طراحي شده است. با استفاده از اختراع فوق ميتوان از تركيب روشهاي شيميايي، آنزيمي و مكانيكي جهت افزايش بازده حذف سلولي بدون تاثير مخرب روي ماتريكس خارج سلولي بهره برد. طراحي محفظه اصلي بنحوي انجام شده كه مانورپذيري بالايي در سلول¬زدايي و كشت سلولي داشته و ميتوان عمليات فرآيندي را در سه حالت بسته، نيمه¬پيوسته و پيوسته انجام داد. اختراع فوق با بهره¬گيري از سنسورها، شيربرقي¬ها و دوربين¬هاي تعبيه شده قادر به سنجش و تغيير در عملكرد سامانه بر مبناي الگوريتم هوشمند منطبق بر پردازش تصوير ميباشد. قابليت و كارايي سامانه طراحي شده در كنار دارا بودن مزيت¬هاي اقتصادي مانند كاهش هزينه¬هاي عملياتي نويد بخش توسعه تجاري آن در بازار حوزه پزشكي بازساختي است.

اختراع با عنوان "سامانه هوشمند تشخيص آنلاين سطح و حجم جامدات به روش پرتو ليزر در مخازن با تمركز بر شاخص‌هاي كيفيت و رفتار جامدات" در زمينه مهندسي شيمي، كامپيوتر و مهندسي مكانيك مي باشد كه با ادغام دانش تخصص¬هاي فوق طراحي و ساخته شده است. عدم سنجش سطح و حجم دقيق جامدات در مخازن و برج‌ها ميتواند تاثيرات مخرب و خسارات جبران ناپذيري بر پايداري سازه و نشت مواد را سبب شود. همچنين سامانه‌هاي تشخيص موجود، داراي نقايص عملكردي و محدوديت‌هايي نظير پيچيدگي و وابستگي به نوع برج و مواد ذخيره شده در آن، نياز به تعمير و نگهداري متوالي، نيروي كار ماهر و هزينه‌هاي بسيار بالا هستند. اين اختراع جهت تشخيص و تعيين سه بعدي سطح و حجم جامدات موجود در برج ها و مخازن ذخيره، بر پايه روش سنسورهاي پرتو ليزر به صورت دوار و روبشي با رويكرد غير‌تماسي است. اين دستگاه به دليل دارا بودن امكان تشخيص كلخه‌شدگي و چسبيدن مواد جامد يا وجود جسم خارجي، دقت سنسورهاي ليزر فاصله‌سنج و نيز با توجه به الگوريتم نرم¬افزاري محاسبات سطح و حجم و نيز تخمين پارامتر¬هاي كيفي جامدات، پتانسيل بالايي جهت توسعه و كاربرد آن در كليه صنايعي كه از برج‌هاي ذخيره بهره مي‌برند، مي‌باشند.

در اختراع " سنتز نانو كروسين مغناطيسي متصل به نوروپپتيد BS311 جهت انتقال هدفمند به سلول هاي نوروني" با انتقال هدفمند، يك ليگاند با پايه مغناطيس و اتصال كروسين به آن با استفاده از علم نانو بيوتكنولوژي، بيوشيمي و زيست شناسي مي باشد. انتقال هدفمند ماده كروسين به بافت هاي هدف در كنار حفظ خصلت ضدسرطاني و آنتي اكسيداني آن از چالش هاي اصلي در اين زمينه مي باشد. همچنين امكان انتقال هدفمند دارو به بافت ها و سلول هاي نوروني به دليل سد خوني مغزي با مشكلاتي همراه است. از طرفي سنتز به شكل نانو پارتيكل مغناطيس به دليل نياز به تجهيزات مغناطيس جهت انتقال دارو به محل مورد نظر داراي مشكل و محدوديت هايي است. نانو كروسين مغناطيس متصل به B311 با استفاده از روش هيدروترمال سنتز شد. سنتز اين ماده با روش هاي طيف سنجي IR و ميكروسكوپ الكتروني و پراش اشعه ايكس تاييد شد. پايداري و و جود خصلت مغناطيسي نانو پارتيكل و خصلت نوروپپتيد از يك طرف و امكان رهاسازي تدريجي با دوز پايين از طرف ديگر و نيز تاثير ثابت شده كروسين و نوروپپتيد B311 در انواع بيماري هاي مرتبط با سلول هاي نوروني اين اختراع را توجيه مي كند.

اختراع با عنوان"زيست راكتور اتوماتيك پرفيوژن مبتني بر داربست متخلخل پلي كاپرولاكتون جهت توليد ماتريكس خارج سلولي" در زمينه علوم مهندسي شيمي، مهندسي پزشكي، برق و كنترل ميباشد. ماتريكس خارج سلولي يك محصول مهم و با ارزش افزوده بسيار بالا در حوزه ي پزشكي و مهندسي بافت ميباشد. روش هاي مرسوم و سامانه‌هاي زيست راكتوري موجود جهت توليد آن معايبي از قبيل هزينه بر بودن، پيچيدگي فرآيند و ... دارند كه توسعه صنعتي آن ها اغلب دشوار يا غير ممكن مي‌باشد. در اين اختراع با بهره‌گيري از مدارهاي كنترلي با قابليت برنامه‌ريزي كليه فرآيندهاي آماده‌سازي، شست و شو، استريل كردن، پوشش دهي داربست، كشت سلول و استخراج محصول مجتمع شده است كه علاوه بر كاهش هزينه، به دليل كمترين دخالت انساني حين فرآيند احتمال آلودگي ناچيز است. همچنين با هدف مرتفع نمودن مشكلات سامانه هاي جريان پيوسته، محفظه اصلي كشت به نحوي طراحي و اصلاح شده تا منجر به بازده محصول بالاتري شود. سامانه مذكور يه علت دارا بودن امكان ايجاد رژيم جريان سيال پالسي و يكنواخت با شدت جريان هاي مختلف، پايش رشد سلولي از طريق سنسورهاي متنوع، سيستم هوادهي سطحي بهينه و نيز مجهز يودن به قابليت بهره-گيري از تكنيك پردازش تصوير جهت كمي سازي داده هاي كيفي رنگ آميزي ECMs در موقعيت هاي زماني مختلف داراي مزيت و نوع آوري بالا ميباشد. Automated perfusion bioreactor based on porous polycaprolactone scaffold for extracellular matrixes production