پزشکی بالینی

سلولي که بنياد زندگي است

تداوم بند ناف در بزرگسالان

در مورد فعاليت هايي که در اين مرکز انجام مي شود توضيح دهيد؟
هنگامي که زايمان انجام مي شود و نوزاد به دنيا مي آيد، پس از جدا شدن بند ناف ، پرسنل اتاق عمل (پزشک و يا پرستار) خون را از ادامه بند نافي که متصل به جفت مادر است در کيت هايي که قبلا در اختيار آن ها قرار داده شده جمع آوري کرده و به اين مرکز ارسال مي کنند . پس از دريافت کيت ها، فرايندهاي خاصي بر روي آن انجام مي شود . سپس سلول هاي بنيادي جدا مي شوند اما هر کدام از آنها بايد از نظر کيفي مورد آزمايش قرار گيرند. يکي از فاکتورهاي کنترل اين امر است که آيا     سلول ها از نظر استاندارد هاي بين المللي کيفيت فريز را دارند يا خير. اگر سلول ها در حد استاندارد باشند ميزان و درصد زنده بودن آنها بررسي مي شود . هنگامي که سلول از نظر تعداد و زنده بودن در حد استاندارد بين المللي باشد،  به قسمت فريز وارد شده و فريز مي شوند. نمونه ها اين قابليت را دارند که  تا 20 سال فريز شوند. پس از ذخيره سازي از اين سلول ها براي درمان استفاده مي شود. در حال حاضر درمان بيماري هاي خوني و تالاسمي به وسيله اين سلول ها انجام مي شود که در بيمارستان شريعتي در قسمت پيوند اين کار انجام مي گيرد . در خارج از کشور حدود 70 نوع بيماري توسط اين سلول ها درمان مي شود اما در کشور ما بسياري از بيماري ها در مرحله تحقيقات هستند و هنوز به جامعه آماري راه پيدا نکرده اند. ‏

مزاياي استفاده از خون بند ناف ‏
مغز استخوان و بند ناف هر دو واجد سلول هاي بنيادي خون ساز هستند و به بازسازي مجدد سيستم خوني و نيز سيستم ايمني بدن کمک مي کنند . مطالعات نشان داده است مغز استخوان داراي بالاترين درصد از سلول هاي بنيادي خون ساز (3-1درصد) و خون بند ناف داراي ( 1-6/0 درصد) سلول هاي پيش ساز خوني و بنيادي خون ساز است . ‏
مزاياي استفاده از خون بند ناف در مقايسه با مغز استخوان به اين شرح است :‏
1- ميزان واکنش هاي رد پيوند عليه ميزبان (‏GVHD‏) در گيرندگان خون بند ناف نسبت به خون مغز استخوان کمتر است .  ‏GVHD‏ واکنشي جدي و گاه مرگبار به دنبال پيوند مغز استخوان است که در اين حالت سلول هاي ايمني فرد دهنده پيوند ، به بدن ميزبان حمله مي کند و به بخش هايي از بدن ميزبان آسيب وارد مي کند. ‏
‏(‏‎:GVHD‏  هنگامي که پيوند انجام مي شود ، ممکن است رد پيوندي به نام‎ GVHD‏ ايجاد شود،گاهي نيز در پيوند کليه اين حالت اتفاق مي افتد که در اصطلاح گفته مي شود، بدن کليه را پس زده ولي در پيوند مغز استخوان يا سلول هاي بنيادي اين گونه نيست که بدن آن را پس بزند بلکه آن عضو پيوند شده بدن را پس مي زند) .‏
2- حضور سلول هاي اوليه و نابالغ سيستم ايمني در خون بند ناف سبب کاهش رد ايمنولوژيک پيوند نسبت به مغز استخوان مي شود . به طوري که رد پيوند شديد در حدود 60 درصد از پيوند هاي مغز استخوان و در 10 درصد از پيوند هاي خون بند ناف ديده شده است . ‏
3- با استفاده از خون بند ناف ، امکان انجام پيوند موفق با تشابه کمتر ‏HLA‏ بين دهنده و گيرنده نسبت به خون مغز استخوان بيشتر است لذا تعداد زيادي گيرنده را در بر خواهد گرفت . ‏
4- اهداء خون بند ناف خطري براي اهدا کننده آن ( براي جنين و مادر) به دنبال ندارد . ‏
5- جمع آوري خون بند ناف نسبت به مغز استخوان ساده تر و آسان تر صورت مي گيرد . به اين ترتيب که پس از تولد نوزاد،  بند ناف و جفت جدا و خون آن توسط کيسه يا سرنگ جمع آوري مي شود . طي اين فرايند به مادر و فرزند آسيبي وارد نمي شود . در ضمن اين کارکاملا بدون درد انجام مي شود . ‏
اين امر در حالي است که جمع آوري خون مغز استخوان نيازمند روش هاي جراحي است و معمولا تحت بيهوشي صورت مي گيرد و مي تواند همراه با درد براي دهنده باشد . ‏
6- ميزان ابتلا به عفونت هاي ويروسي فرد دهنده از جمله سايتومگالو ويروس در خون بند ناف کمتر از خون مغز استخوان است (در پيوند هاي مغز استخوان شيوع اين ويروس 60-40 درصد و در پيوند هاي خون بند ناف 10 درصد گزارش شده است) . ‏
7- سلول هاي بنيادي و پيش ساز خون بند ناف نسبت به مغز استخوان قدرت تکثير بيشتري دارند . ‏
8- به علت آن که روزانه تعداد بسياري نوزاد متولد مي شود، لذا تعداد زيادي واحد خوني در دسترس بوده که اين امر استفاده از آنها را آسان مي سازد . ‏
9- مطالعات نشان داده است که سلول هاي بنيادي بند ناف سلول هاي خوني بيشتري نسبت به مغز استخوان توليد مي کنند (سلول هاي خون بند ناف 10 برابر سلول بيشتر توليد ‏
مي کنند و بنابراين با تعداد کم سلول نيز مي توان پيوند موفقي داشت ).‏

محدوديت هاي استفاده از خون بند ناف ‏
به رغم مزاياي ياد شده استفاده از خون بند ناف محدوديت هايي نيز دارد ، از جمله :‏
1) حجم خون بند ناف و تعداد سلول هاي به دست آمده از آن محدود است . بنابر نوع خون گيري ميزان حجم خوني که از بند ناف گرفته مي شود متغير است (200-30 ميلي ليتر) و به همين دليل نيز تعداد سلول ها محدود است (1000-80 ميليون سلول).‏
2) اين سلول ها بر اساس نوع ذخيره سازي ، تنها يک يا دو بار قابل استفاده  هستند و بر خلاف مغز استخوان که مي توان از دهنده چندين بار خون گيري کرد ، تنها يک بار فرصت خون گيري از بند ناف وجود دارد و آن هنگام زايمان است . ‏
3) حضور‏ بيماري هاي ژنتيکي نهفته در خانواده و امکان انتقال به گيرنده استفاده از خون بند ناف را محدود ساخته است . ‏
4) مدت زمان لازم براي لانه گيري سلول هاي بنيادي بند ناف نسبت به خون محيطي و مغز استخوان بالا است و در نتيجه جايگزيني سلول ها و توليد سلول هاي جديد خوني با تاخير انجام مي گيرد . ‏
5) امکان آغشتگي با خون مادري هنگام خون گيري از جمله موارد ديگري است که استفاده از خون بند ناف را دچار مشکل ساخته است.

کاربردهاي خون بند ناف‏
بررسي ها نشان مي دهد که هر ساله حدود 30000 بيمار با بيماري هايي شناسايي مي شوند که با پيوند سلول هاي بنيادي مغز استخوان ، قابل درمان هستند . حدود 75 درصد اين بيماران قادر به يافتن يک داوطلب مناسب براي اهداء خون مغز استخوان نيستند . از سوي ديگر جستجوي مراکز ثبت اهدا کنندگان مغز استخوان زمان بسياري به خود اختصاص مي دهد. در صورتي که ذخيره خون بند ناف در زمان کوتاه تري انجام مي شود و تعداد اهدا کننده آن نيز بيشتر است . بنابراين در بيماران مبتلا به لوسمي حاد ، کم خوني ها و نقايص ايمني که فرصت کوتاهي براي درمان دارند استفاده از خون بند ناف جايگزين مناسبي جهت دستيابي به درمان مؤثر محسوب مي شود . ‏
فهرستي از اين گونه بيماري ها که با استفاده از سلول هاي بنيادي خون بند ناف قابل درمانند به شرح زير است :‏
1. اختلالات سلول هاي بنيادي : کم خوني آپلاستيک ، کم خوني فانکوني  لوسمي هاي حاد : ‏AML‏ ، ‏ACL‏ ، لوسمي تمايز نيافته حاد ‏
2. لوسمي هاي مزمن : ‏CML‏ ‏
3. بيماري هاي نقص در توليد لنفوسيت ها : لنفوم غير هوچکين - لنفوم هوچکين ‏
4. ناهنجاري هاي ارثي گلبول هاي قرمز : بتا - تالاسمي ماژور ، کم خوني سلول داسي شکل ‏
5. اختلالات سيستم ايمني مادرزادي : سندرم کاستمن ، نقص چسبندگي لکوسيتي  نقص ارثي پلاکتي : ترومبوسيتوپني مادرزادي
6. اختلالات پلاسماسل :‏ مولتي پل ميلوما ، لوسمي پلاسماسل‏
7. بيماري هاي ارثي : سندرم لش نيهان ، هيپوپلازي غضروف‏
8. ساير بيماري ها : بيماري آلزايمر ، ديابت ، پارکينسون ، صدمات نخاعي ، سکته هاي قلبي و مغزي ، بيماري هاي کبدي ، ديستروفي عضلاني

مدت زمان نگهداري خون بند ناف ‏
از نظر تئوري سلول هاي بنيادي را مي توان به مدت نامحدود نگهداري کرد . از لحاظ تجربي و عملي اولين انجماد خون بند ناف در سال 1970 انجام گرفته است، بنابراين حداکثر زمان تجربي حاصل نزديک به 30 سال است . به اين ترتيب نهايت زمان نگهداري همچنان مورد سوال است . نتايج آزمايش هاي انجام شده بر روي نمونه هايي که 15 سال پس از انجماد مورد بررسي قرار گرفته اند گوياي سالم بودن نمونه ها بوده و توانايي آنها در بازسازي مجدد سيستم خون ساز بوده است . ‏
براي نگهداري و ذخيره سازي طولاني مدت خون بند ناف بهتر است نمونه واجد خصوصيات زير باشد: ‏
1- بهتر است مادر ضمن برخورداري از سلامت کامل ، بيش از 18 سال سن داشته باشد . ‏
2- خون بند ناف نوزاد مادران مبتلا به بيماري ايدز يا در معرض خطر منجمد و ذخيره
‏ نمي شود . ‏
3- موارد ديابت وابسته به دارو کانديد مناسبي براي ذخيره سازي نيستند ولي منعي نيز در گرفتن خون از مادران مبتلا به ديابت وابسته به بارداري براي ذخيره سازي خون بند ناف وجود ندارد . ‏
4- وجود آنتي ژن هپاتيت B‏ يا آنتي بادي ضد هپاتيت ‏C‏ مانع عمل ذخيره سازي و انجماد‏
‏ مي شود . ‏
5- خون بند ناف از مادراني که سرطان پوستي بهبود يافته دارند (‏Basal cell, Squamous cell‏) پذيرش خواهد شد اما در ساير سرطان ها قابل پذيرش نيستند . ‏
6- خون بند ناف نوزاد مادراني که تحت عمل پيوند قلب ، ريه ، کليه ، مغز استخوان يا هر پيوند ديگري قرار گرفته اند ، با صلاحديد بانک نگهداري خواهد شد . ‏
7- منعي براي نگهداري خون بند ناف مادراني که بيش از سه سال از دوران مالارياي آنها گذشته است يا يک دوره کامل از مصرف داروي ضد مالاريا را پشت سر گذاشته اند ، وجود ندارد . ‏

فرايند آماده سازي و ذخيره سازي خون بند ناف ‏
هر نمونه خون پس از ورود به بانک خون بند ناف واجد يک شناسه مي شود و سپس مراحل زير بر روي آن صورت مي گيرد : ‏
1) آماده کردن خون جهت انجماد : ابتدا حجم نمونه دريافتي ثبت و در صورت نياز شمارش اوليه انجام مي شود . سپس گلبول هاي قرمز از مجموعه خوني جدا مي شود و حجم نمونه کاهش مي يابد . پس از افزودن مواد ضد انجماد سلول هاي جدا شده درون کيسه هاي مخصوص انجماد قرار مي گيرند و به طور تدريجي منجمد مي شوند . نمونه ها پس از گذر از مراحل مختلف کنترل کيفي و پس از تاييد آزمايش هاي لازم ، در تانک هاي نيتروژن قرار مي گيرد و در دماي 190- درجه سانتي گراد منجمد و به مدت 15 سال نگهداري مي شوند . ‏
پس از اتمام فرايند ذخيره سازي ، کارت مخصوصي که حاوي اطلاعات نمونه منجمد شده و نتيجه آزمايش هاي به عمل آمده است به آدرس اعضا فرستاده خواهد شد . تمامي نمونه ها در بدو ورود واجد شناسنامه مي شوند و اطلاعات به طور محرمانه نگهداري مي شوند. ‏
2) تائيد سلامت نمونه هاي دريافتي :  از آنجا که سلامت نمونه ها پيش از مراحل انجماد و نگهداري حائز اهميت است آزمايش هاي زير بر روي هر نمونه قبل از انجماد صورت ‏
مي گيرد :‏
* آزمايش هاي کنترل آلودگي هاي ويروسي : شامل ‏HIV I/II ‎‏ ، ‏HCV‏ ، ‏HBV‏ ، ‏HTLV I/II‏ و ‏CMV‏ ‏
* آزمايش هاي ميکروبي : شامل تست هاي هوازي و بي هوازي ‏
* تعيين تعداد سلول ها و درصد سلول هاي زنده در نمونه ‏
* تعيين درصد و تعداد سلول هاي بنيادي (‏CD45+‎‏ و ‏CD34+‎‏) در هر نمونه توسط فلوسيتومتري‏
* بررسي عملکرد سلول هاي  بنيادي خون بند ناف تعيين ‏HLA‏ هر نمونه (به درخواست والدين)‏

HLA ‎‏ چيست ؟
از نظر علم ژنتيک ، به علت تشابه ژني ، نوزاد 50% ژن را از پدر و 50% را از مادر مي گيرد .از نظر آماري نيز گفته مي شود اين خون 50% توسط مادر و 50% توسط پدر قابل استفاده است و باز به علت محدوديت هاي ژنتيکي 25% براي خواهر و برادر قابل استفاده است . اما خود مرکز ‏
نمونه هايي داشته که نمونه خواهر و برادر 100% با هم تطابق دارند . در اين مرکز آزمايشي به نام ‏HLA type‏ وجود دارد. اين آزمايش آنتي ژن هاي سطح سلول ها را مشخص مي کند و در واقع يک آزمايش ژني است . البته اين آزمايش به درخواست والدين انجام مي شود و مشخص مي کند که سلول هايي که در اينجا نگهداري مي شوند چه آنتي ژن هايي در سطح خود دارند ، هنگامي که نياز به استفاده  از اين سلول ها وجود داشته باشد ، فرد گيرنده هم اين آزمايش ژنتيکي را انجام دهد و اگر هر دو تشابه داشته باشند مي توانند پيوند را انجام دهند. ‏

آيا سلول هاي بنيادي يک فرزند مي تواند براي فرزند ديگري از همان خانواده مورد استفاده قرار گيرد ؟
سلول هاي بنيادي نگهداري شده به صورت خصوصي از يک عضو خانواده مي توانند در صورت همساني و هماهنگي (همساني ‏HLA‏) براي ديگر اعضاء خانواده مورد استفاده قرار بگيرد . خوشبختانه در مقايسه با منبع تجاري سلول هاي بنيادي که مغز استخوان است سلول هاي خون بند ناف مي توانند با همساني کمتري مورد استفاده قرار گيرند و احتمال بروز ‏GVHD‏ يا رد پيوند عليه ميزبان پائين تر است . به اين ترتيب دريافت سلول هاي بنيادي از يک خويشاوند احتمال بقاي پيوند را افزايش مي دهند . مادر ، خواهر و ديگر خويشاوندان نوزاد همگي توانايي دريافت پيوند سلول هاي بنيادي را دارا هستند.

‏چه کساني بايد نگهداري و ذخيره سازي (‏Banking‏) خون بند ناف را مورد توجه قرار بدهند؟‏
ما اعتقاد داريم که بايد تمام والدين را از فرصت هايشان براي نگهداري خون بند ناف نوزادشان براي استفاده در آينده (مثل درمان توسط سلول هاي بنيادي) آگاه کنيم . اين فرصت محدود است  قطعا ، پس از تولد يک نوزاد (انجام زايمان) فرصت زيادي وجود نخواهد داشت . از سوي ديگر با توجه به اينکه زمان واقعي زايمان ممکن است دقيقا با زمان مورد انتظار زايمان تطبيق نکند کيت مورد استفاده بايستي حد اقل يک ماه قبل از زايمان در دسترس والدين قرار بگيرد ، بنابراين اقدامات اوليه بايد زودتر از اين زمان آغاز شود . در هر صورت زمان مطلوب براي شروع اقدامات اوليه پس از مشاوره با کارشناسان ما مشخص خواهد شد. ‏

تجهيزات
  متاسفانه به دليل حساسيت و اهميت اين دانش نمي توانيم تجهيزات مورد استفاده را نام ببريم.‏

ترميم بافت؛ مهندسي يک رويا

بدن انسان علي‌رغم استحكام و توانايي بالا، بسيار آسيب پذير است. به نظر مي‌رسد که در سنين جواني، ترميم يا درمان بيماري‌ها، نياز به تلاش جدي ندارد و بافت‌هاي آسيب ديده به مرور خود را ترميم مي‌کنند. اما با افزايش سن قابليت مبتلا شدن به بيماري و تاثير آن بر بدن انسان افزايش مي‌يابد. روياي بسياري از افراد مسن، امكان ترميم يا تعويض بافت آسيب ديده است که تا چندي پيش حتي تصور آن‌ نيز مشکل بود. ولي اكنون با رشد دانش پزشکي و علوم مهندسي مواد امکان دستيابي به اين مهم فراهم شده است.‏
بهترين پيشرفت‌ها در پزشكي مواردي است كه با روش‌هاي ساده بتوان به نتايج خوبي رسيد. ايده اصلي در مهندسي بيومواد تريال رسيدن به چنين منظوري است. بدين معني كه در صورت آسيب ديدن يك بافت، به‌سادگي بتوان بافتي با قابليت عملکرد طبيعي براي آن جايگزين کرد.‏‎

‏   مهندسي بافت ترکيبي از روش هاي بررسي ماده و سلول، مهندسي، بيوشيمي است که براي بهبود يا جايگزيني توابع بيولوژيک استفاده مي شود. در حقيقت بخش عملي اين علم در رابطه با تعمير يا تعويض تمام  يا قسمتي از بافت مانند بافت استخوان، غضروف، رگ هاي خوني، مثانه و ... است.‏
‏  در حقيقت سلول هاي بنيادي پس از کشت و انتقال بر روي داربست به داخل بدن فرستاده مي شوند. اين داربست ها شامل کلاژن، کوپليمر ترکيب شده با کلاژن و گلوکز آمينو گلايکان هستندکه نتيجه اين ترکيب بافت متخلخلي است که شبيه ماتريس بيروني سلولي است.
  سلول هاي کاشته شده در ساختار مصنوعي قادر به حمايت شکل بافت در سه بعد هستند. اين ساختار اسکافولد ناميده مي شود. اسکافولدها براي انجام يکي از موارد زير استفاده ‏
مي شوند:
•اجازه اتصال و انتقال سلولي
• تحويل و نگاه داري سلول ها و فاکتورهاي بيوشيميايي
• اجازه انتشار سلول هاي حياتي مغذي
• اعمال نفوذ بيولوژيک و مکانيکي براي تصحيح رفتار فاز سلولي
   از مهندسي بافت براي انجام عملکرد خاص بيوشيميايي با استفاده از سلول هاي داخلي يک سيستم حمايتي مصنوعي مانند پانکراس مصنوعي يا کبد مصنوعي استفاده مي شود.
استراتژي هاي مهندسي بافت  به دو گروه کلي تقسيم مي شوند: داربست هاي بدون سلول و داربست با سلول. داربست هاي بدون سلول داربست هايي هستند که به تنهايي و با تکيه بر توانايي طبيعي ترميم بدن براي جهت دهي رشد بافت جديد به کار مي روند.‏‎ ‎اين داربست به آهستگي در محل کاشت تخريب مي شوند و پروتئين هاي ‏ECM‏ جايگزين آن مي شوند. ‏
سلول هاي مورد استفاده در مهندسي بافت را از قسمت کوچکي از بافت دهنده تهيه مي کنند. اين سلول ها يا مستقيما در بدن ميزبان قرار مي دهند يا کشت داده و در يک داربست حمايت کننده گذاشته و سپس در بدن ميزبان کاشته مي شود. بافت فوق مي تواند ‏autologous‏ ( بافت خود فرد )‏‎ ‎،allogeneic ‎‏ ( بافت فرد ديگر ) يا ‏heterologous‏ (بافت هاي ديگر مانند گاو ) باشد. سلول‌هايي كه از بافت سالم خود بيمار گرفته مي‌شوند (سلول‌هاي اتوژنيك)، مناسب ترين انتخاب در اين مورد هستند. چرا كه مشكلات عدم زيست سازگاري وجود ندارد.‏
از محدوديت هاي طب جايگزين با استفاده از سلول به منظور جايگزين کردن ارگان، سختي رشد انواع خاص سلول در اندازه بالا است. حتي در مواردي که ارگان، مانند کبد،  قابليت ترميم خوبي در ‏in vivo‏ دارد، با مشکلاتي ‏in vitro‏ مواجه مي شود. براي غلبه کردن بر اين مشکل راه هاي مختلفي در دو دهه گذشته مورد بررسي قرار گرفته است. اگر از سلول هاي تمايز نيافته استفاده شود و سلول ها در فاز رشد تمايز نيافته بمانند، قابليت رشد بسيار خوبي خواهند داشت، به عبارتي سلول هايي که تا کنون مي توانستند 1 سانتي متر مربع را پوشش دهند حال قادرند سطحي برابر 4202 متر مربع که معادل يک زمين فوتبال است را در 8 هفته بپوشانند. اين مطالعات نشان مي دهند که مي توان سلول هاي مثانه را از خود فرد گرفت، کشت داد و با تعداد مناسب به فرد بازگرداند. در دهه گذشته پيشرفت هاي بسياري در زمينه کشت انواع سلول هاي پرايمري انجام شده است، بدين ترتيب امکان استفاده از سلول ها  ‏autologous‏ را در کاربردهاي کلينيکي مهيا ساخت. ‏
در مهندسي بافت سلول هاي کشت يافته در يک داربست يا بستر زيست سازگار و قابل جذب ابتدا سيد(‏seed‏) مي شوند يعني سلول در داربست جايگزين مي شود (در اصطلاح سلول به داخل خلل و فورج داربست مانند دانه نمک پاشيده شده که يک فرايند رشد سلولي است). داربست از بيومتريال مناسب ساخته مي شود و همان نقشي را دارد که ‏ECM‏ در بدن براي بافت دارد به عبارتي مي توان گفت که داربست ‏ECM‏ مصنوعي است و وظايف بيولوژيک ‏ECM‏ و استحکام مکانيکي لازم را تامين مي کند. يك داربست ايده آل بايد داراي تخلخل مناسب براي انتشار مواد غذايي بوده و امكان پاك سازي مواد زائد را داشته و داراي پايداري مكانيكي مناسبي جهت تثبيت و انتقال بار باشد. علاوه بر اين، سطح ماده بايد چسبندگي سلول و ‏intercellular signaling‏ را به نحوي ارتقا دهد كه سلول ها فنوتيپ طبيعي خود را بروز دهند. براي رشد سريع سلول، داربست بايد داراي ميكرو ساختار بهينه باشد. پس فاكتورهاي مهم يك داربست عبارتند از: اندازه خلل و فرج، شكل و مساحت ويژه سطح. تخلخل داربست در حقيقت مسيرهاي غذارساني سلول ها و دفع پسماندهاي سلولي هستند. بنابراين هدف اصلي در ساخت داربست ، كنترل دقيق اندازه تخلخل است و مورد ديگر نحوه ايجاد چسبندگي مناسب سلول به سطح داربست است.  ‏
از داربست‌هاي تخريب پذير و متخلخل به همراه سلول هاي القاء كننده (مثل استئوبلاست كشت شده  با سلول هاي مغز استخوان) و عامل رشد و سپس كشت داربست براي رشد مستقيم بافت سالم و جديد استفاده مي‌شود. اغلب داربست‌ها در عمل داراي ضخامت محدودي بوده چرا كه پوشش سلولي عميق بسيار مشكل است. اين مشكل با اضافه کردن سلول‌ها در هنگام تهيه داربست قابل رفع است. ولي در هنگام ساخت داربست عموما گرما و سموم شيميايي وارد مي‌شود كه زندگي سلول‌ها را تهديد مي‌كند. حتي در استفاده از بيوراكتورهاي پيشرفته نيز تا حدود بسيار كمي مشكل سموم شيميايي و گرما وجود دارد. ‏
خواص تخريب‌پذيري يك داربست تحت تاثير رشد سلول، ترميم بافت و پاسخ ميزبان قرار دارد كه چنين خواصي مهم ترين عوامل در برتري طولاني مدت پليمرهاي مهندسي بافت هستند. در حالت ذره‌اي سايز خلل و فرج و شكل آنها و البته نوع حامل تحت تاثير قرار مي‌گيرند. حداقل قطر تخلخل‌ها براي نفوذ عروق و سلول‌ها حدود 10 تا 12 ميكرون است. ريز تخلخل‌هاي با سايز 30 ميكرون براي رشد عروق و رشد سلول ها به خوبي عمل مي‌كنند. همچنين سايز تخلخل‌هاي بهينه براي رشد فيبروبلاست‌ها 45 ميكرون،‌ براي بازسازي پوست يك پستاندار بالغ 20 تا 125 ميكرون و براي بازسازي استخوان حدود 30 تا 350 ميكرون برآورد شده است . ‏
پاسخ‌هاي موضعي بافت‌ها به بيومتريال ها در شرايط ‏in vivo‏ تنها وابسته به زيست سازگاري آن ماده نيست، بلكه تابع محصولات ناشي از تخريب است. سطح تماس زياد براي امكان دادن به انتقال جرم بين سلول‌ها با داربست و بافت محيطي ميزبان و همچنين فراهم کردن فضا براي رشد عروق فيبري از ملزومات است. مسئله مهم ديگر قابليت القا رشد براي پيوند زدن و مهاجرت سلول‌هاي استئوژنيك طبيعي است. به طور خلاصه درجه موفقيت روش مهندسي بافت به طور زيادي به خواص داربست بستگي دارد. احتياجات طراحي داربست شامل تخريب پذيري،  قابليت هدايت رشد استخوان و استحكام و بي نقص بودن خواص مكانيكي است.
مواد بايد زيست سازگار و قابل تخريب باشند تا مشكلات ناشي از تاثيرات طولاني مدت از بين برود. با توجه به اينكه فلزات و اكثر سراميك‌ها تخريب پذير نبوده و ساخت آنها نيز دشوار است، توجه بيشتر به ايمپلنت‌هاي پليمري معطوف است كه البته بسته به نوع بافت متفاوت خواهد بود.‏
به طور کلي سه دسته از بيومتريال ها در مهندسي بافت کاربرد دارند: متريال هاي طبيعي ( مانند کلاژن)، داربست هاي بدون سلول، پليمرهاي سنتز شده (مانند ‏PLA، ‏PGA‏ و ‏PLGA‏). پليمرهاي سنتز شده را مي توان در ابعاد مورد نظر و تحت شرايط کنترل شده جهت تامين خواص مورد نظر مانند استحکام، تخريب پذيري و ميکروساختار تهيه کرد. ‏
کلاژن فراوان ترين پروتئين ساختاري در بدن است و مي توان آن را از بافت هاي انساني يا حيواني استخراج کرد. ايمپلنت هاي کلاژن توسط آنزيم هاي ليزوزوم تخريب مي شود. سرعت تخريب ‏in vivo‏ را مي توان با چگالي و تعداد پيوندهاي بين شبکه اي کنترل کرد. هر اندازه که چگالي کمتر باشد، تخلخل ها بزرگتر، فضاي درون شبکه اي بيشتر و سرعت تخريب بيشتر مي شود.
داربست هاي فاقد سلول ماتريس هاي غني از کلاژن هستند که با حذف سلول از بافت تهيه مي شوند. داربست ها اغلب با دستکاري مکانيکي يا شيميايي تکه اي از بافت ساخته مي شوند. داربست پس از ايمپلنت شدن به آهستگي تخريب مي شده و با پروتئين هاي ‏ECM‏ و سلول هاي رشد يافته جايگزين مي شود.‏
پلي استرهاي ?- هيدروکسي اسيد مانند ‏PLA، ‏PGA‏ و ‏PLGA‏ به وفور در مهندسي بافت مورد استعمال قرار مي گيرند. اين پليمرها تائيد ‏FDA‏ را جهت کاربرد انساني مانند نخ بخيه دارند. باندهاي استري در اين پليمرها در مقابل هيدروليز ناپايدار بوده و پليمرها با هيدروليز غيرآنزيمي تخريب مي شوند. محصولات تخريب ‏PLA، ‏PGA‏ و ‏PLGA‏ غيرسمي بوده و قابليت متابوليسم در بدن را دارند؛ محصولات نهايي تخريب آب و دي اکسيد کربن است که از بدن دفع مي شود. سرعت تخريب اين پليمرها از چند هفته تا چندين سال متغير است، مدت تخريب را بر اساس درجه کريستاليته، وزن مولکولي اوليه و نسبت کوپليمرهاي گليکوليک اسيد و اسيد لاکتيک تغيير مي کند. از آنجا که اين پليمرها ترموپلاستيک هستند به سادگي مي توان داربست سه بعدي با شکل، ابعاد، تخلخل هاي مورد نظر با تکنيک هاي مختلف تهيه کرد. در اکثر کاربردهاي مهندسي بافت به داربستي با تخلخل زياد و نسبت سطح به حجم بالا نياز است. ساير پليمرهاي سنتزي زيست سازگار مانند پلي آنيدريدها و پلي اورتواسترها نيز مي توانند در ساخت داربست مهندسي بافت مورد استفاده قرار گيرند. ‏

سلول هاي بنيادي
در بيشتر استراتژي هاي مهندسي بافت از سلول هاي ارگان صدمه ديده خود فرد استفاده مي شود. ولي مشکل آن اين است كه در خيلي از مواقع اين سلول‌ها به مقدار كافي وجود ندارند. هر چند كه مي‌توان با كشت در شرايط ‏in vitro‏ تعداد آنها را افزايش داد، اما رسيدن به تعداد مناسب بسته به نوع سلول شايد روزها يا ماه‌ها به طول انجامد و در مواردي نيز امکان تهيه سلول هاي پرايمري از برخي ارگان ها مانند پانکراس وجود ندارد. در چنين مواردي از سلول هاي بنيادي استفاده مي شود. سلول‌هاي بنيادي سلول‌هاي اوليه‌اي هستند که توانائي تبديل و تمايز به انواع مختلف سلول‌هاي انساني را دارند و از آنها مي‌توان در توليد سلول‌ها و نهايتا بافت‌هاي مختلف در بدن انسان استفاده کرد .
سلول هاي بنيادي قادر به ايجاد هر نوع سلولي در بدن هستند. آنها مي توانند تحت تأثير بعضي شرايط فيزيولوژيك يا آزمايشگاهي به سلول هايي با عملكردهاي اختصاصي مانند سلول هاي عضلاني قلب يا سلول هاي توليدكننده انسولين در پانكراس و... تبديل شوند.  تحقيقات در زمينه سلول هاي بنيادي دو ويژگي مهم دارند كه آنها را از انواع سلول هاي ديگر متمايز مي سازد:‏
‏?- توان نوسازي سلول هاي نامتمايزي هستند كه توانايي تكثير نامحدود خود را دارند و در حالت نامتمايز باقي بمانند.
?- پرتواني: سلول هاي بنيادي قادر به ايجاد هر نوع سلولي در بدن هستند. آنها مي توانند تحت تأثير بعضي شرايط فيزيولوژيك يا آزمايشگاهي به سلول هايي با عملكردهاي اختصاصي مانند سلول هاي عضلاني قلب يا سلول هاي توليدكننده انسولين در پانكراس و... تبديل شوند.‏
منابع اصلي سلول‌هاي بنيادي شامل : مغز استخوان، بند ناف و جفت است. امروزه استفاده از اين سلول‌ها جهت ترميم بافت هاي آسيب ديده انساني در حال گسترش است . مزيت اصلي سلول‌هاي بنيادي بند ناف اين است که در مراحل اوليه بوده و توان تمايز بالايي دارند.همچنين سلول‌هاي مشتق از مغز استخوان ( ‏BMCs‏ ) توان تمايز بالايي دارند.
‏

شکل 1 - تهيه پيشابراه با داربست کلاژني. ‏A‏) فردي با بيماري ‏bulbar stricture، ‏B‏) ترميم پيشابراه، ‏C‏) تصوير برداري از پيشابراه پس از 6 ماه، ‏D‏) نماي سيستوسكوپ پيش ار درمان در سمت چپ و 4 ماه بعد از درمان در سمت راست‏

شکل 2 - استفاده از مهندسي بافت و ‏cloning‏ براي ساخت کليه. ‏A‏) شرح ساخت کليه، ‏B‏) دستگاه کليوي با سلول هاي ‏cloned‏ شده ‏seed‏ شد، 3 ماه بعد از کاشت آن جمع شدن مايع شبيه ادرار نشان داده شده است، ‏C‏) پيوستگي بين گلومرول، لوله ها و غشاي پلي کربنات، ‏D‏) آناليز ‏ELISPOT‏ جهت بررسي تعداد سلول هاي ‏T

دالي شبيه دالي

 ‏  اولين ايده و شبيه سازي انسان در 1997 با شبيه سازي گوسفندي به نام ‏Dolly‏ صورت گرفت. اين کار توسط يک دانشمند اسکاتلندي انجام شد.
‏
  ‏Dolly‏ اولين گوسفند شبيه سازي شده، به روش ‏cloning ‎‏ شبيه سازي شد. دانشمندان طي عملياتي که به ‏Somatic Cell Nuclear Transfer‏ معروف است. مشخصات ژنتيکي موجود مورد نظر را به نطفه اي که تمام خواص ژنتيکي آن برداشته شده، منتقل مي کنند. البته بايد نطفه جديد تحت مراقبت هاي خاص الکتريکي و شيميايي قرار گيرد تا توانايي تکثير را داشته باشد. هنگامي که جنين به حدي از رشد رسيد آن را به داخل يک رحم حيوان منتقل ‏مي کنند و از آن به بعد رشد طبيعي ادامه مي يابد.‏
‏  مهم ترين عامل موثر بر موفقيت ‏Cloning، روش فعال کردن سلول، براي تقسيم شدن است. به هر حال، همه مراحل اين کار نيازمند مهارت هاي ويژه اي هستند.‏
‏   ‏Dolly‏  يا هر حيوان ديگر که با اين روش شبيه سازي مي شود، دقيقا مشابه موجود مورد نظر نخواهد بود. در اين جا مساله اي که مطرح مي شود سن کلون است. سن کلون از مباحث مهم ِCloning‏ است. گفته مي شود، بخشي از کروموزم به نام ‏Telomere‏ مانند ساعت بيولوژيک، سن سلول را نشان مي دهد.
 طول ‏Telomere‏ با هر تقسيم شدن، اندکي کاهش مي يابد. طول ‏Telomere‏ هاي ‏‎  Dolly‏ کوتاه تر از طول ‏Telomereهاي بره هاي ديگر بود. عوامل مختلفي مي تواند بر روي طول ‏Telomereها تاثير بگذارد (مانند سن، نوع سلول، محيط رشد و کشت، روش انتقال هسته، روش نمونه برداري، روش اندازه گيري طول ‏Telomere‏.‏
‏  برخي از ويژگي هاي نطفه از همان ابتداي شکل گيري از پدر و مادر به نطفه منتقل‏
‏ مي شود. اما موفقيت پروژه ‏Dolly‏ در اين بود که نشان داد، سلول هاي ‏DNA‏ يک حيوان بالغ مي تواند براي رشد يک نطفه مورد استفاده قرار گيرد.‏
‏  پيش از اين دانشمندان فکر مي کردند سلول هايي که رشد مي کنند و بالغ مي شوند ‏بسياري از خواص اوليه خود را از دست مي دهند.‏
‏   ‏Dolly‏ در سال 2002 هنگامي درست 6 سال داشت از دنيا رفت . دانشمندان هنوز ‏نمي دانند که بيماري او ناشي از متفاوت بودن نوع تولد او بود  يا اين که در اثر يک بيماري عادي که براي هر حيوان ديگر مي تواند رخ دهد از دنيا رفته است.‏

ويژگي ها،‌انواع و کاربردهاي سلول هاي بنيادين

سلول بنيادي از کف پا تا فرق سر

‏   سلول هاي بنيادين، سلول هايي هستند که توانايي تقسيم سريع براي توليد سلول هاي جمعي را دارند. اين سلول ها به سرعت توليد مثل کرده و چندين دهه است که  مورد توجه پژوهشگران  قرار گرفته اند. نگهداري و کنترل سلول هاي بنيادين جنيني دشوار است  و رشد آن ها با روشي قابل اطمينان نيز با دشوار مواجه است. سلول هاي بنيادين جنين اغلب رفتارهاي ناپايداري دارند و هنگامي که تقسيم مي شوند يا حتي رشد سرطاني دارند نتايج غيرقابل پيش بيني را به بار مي آورند.
اين سلول ها هنگامي که به فرد منتقل مي شوند باعث ايجاد واکنش هاي ايمني مي شوند که بدين معني است که سلول هايي که در درمان مورد استفاده قرار مي گيرند ممکن است به سرعت تخريب شوند، مگر اين که از آن ها محافظت شود.
  در تئوري کلوني درماني دانشمندان امکان گرفتن سلول هاي بنيادين جنيني را از جنين کلون شده دارند و باقي مانده آن را دور مي اندازد و از سلول هاي بنيادين براي توليد بافت جديد استفاده مي کنند که از لحاظ ژنتيکي با شخص کلون شده، يکسان است.
البته در عمل، اين روش بسيار گران قيمت است و با چالش هاي فني و سوالات اخلاقي و قانوني، همراه است.

  دانشمندان، سعي در ايجاد بانکي از بافت هاي گسترده حاوي ده ها هزار سلول هاي جنيني (رويان) دارند که با استخراج سلول  هاي بنيادين از جنين هاي اشخاص متفاوت صورت       مي گيرد.
سلول هاي بنيادي در بيشتر ارگانيزم هاي چند سلولي يافت مي شوند. آن ها قادر به حفظ توانايي بازيابي خود از طريق تقسيم سلولي هستند و مي توانند به گروه هاي مختلفي از انواع سلول هاي تخصص يافته تقسيم شوند. سلول هاي بنيادي پستانداران به دو گروه تقسيم مي شوند:
1- سلول هاي بنيادي جنيني که در بلاستوسيت ها يافت مي شوند.
2- سلول هاي بنيادي بالغ که در بافت هاي بلوغ يافته هستند.
در جنين در حال پيشرفت سلول هاي بنيادي مي توانند به بافت هاي جنيني تخصص يافته تقسيم شوند. در بالغ، سلول هاي بنيادي و سلول هاي پيشرو  به ترميم بدن کمک  مي کننند در کنار احياي مجدد سلول هاي تخصص يافته انتقال عملکرد ارگان هاي قابل بازيابي مثل خون، پوست يا بافت هاي روده اي را در حد نرمال نگاه مي دارند.
  سلول هاي بنيادي مي توانند رشد يافته و تبديل به سلول هاي تخصص يافته با مشخصات بافت هاي مختلف مثل بافت هاي عصبي، عضلاني يا پوششي شوند. در حقيقيت سلول هاي بنيادي جنيني از ‏Cloning‏ درماني و سلول هاي بنيادي بالغ از بند ناف يا مغز استخوان توليد مي شوند.
‏
مشخصات سلول هاي بنيادي
•  خودسازي مجدد: توانايي انجام تقسيمات سلولي پيش از رسيدن به حالت تخصص يافته
• چند پتانسيلي بودن: توانايي تبديل به حالت هاي  مختلف تخصص يافتگي سلولي،  خاصيت چند پتانسيلي بودن باعث تخصص يافتگي مختلف سلول هاي بنيادي مي شود.
از اين لحاظ چند نوع سلول بنيادي داريم:
‏Titopatent‏: به سلول هاي بنيادي که از ترکيب سلول تخمک و اسپرم توليد مي شوند گفته مي شود. سلول هاي ايجاد شده در مراحل اول تقسيم تخمک لقاح يافته، ‏titopatent‏ هستند، يعني قابليت توليد يک ارگانيزم از يک جزء آن را دارند. اين سلول ها مي توانند به سلول هاي جنيني تبديل شوند.
‏Pluripatent‏ : سلول هاي بنيادي که از همان ‏titopatent‏ ها ايجاد شده و به سلول هاي سه لايه جنيني تخصص يافته مي شوند.
‏Multipatent‏: سلول هاي بنيادي که قابليت توليد يک خانواده از سلول ها را دارند. به عنوان مثال سلول هاي بنيادي هماتوپيوتيک يه گلبول هاي قرمز، سفيد و پلاکت ها تبديل مي شوند.
‏Unipatent‏: سلول هاي بنيادي که تنها قابليت توليد يک نوع سلول را دارند ولي قابليت خودسازي مجدد را دارند که آن ها را از سلول هاي غير بنيادي متمايز مي سازد.‏

سلول هاي بنيادي جنيني
   سلول هايي هستند که بافت اپي بلاست داخل سلولي بلاستوسيت مشتق مي شوند. بلاستوسيت در مرحله اولي جنيني (حدود 4 يا 5 هفتگي) در انسان وجود داردکه شامل 150-50 سلول است. سلول هاي بنيادي جنيني ‏Pluripotent‏ هستند و به سلول هاي سه لايه جنيني اکتودرم، اندودرم و مزودرم تبديل مي شوند. به بيان ديگر قابليت تبديل به بيش از 20 نوع سلول در يک بدن بالغ را دارند.

سلول هاي بنيادي بالغ
  اين عنوان، به سلول هايي  داده مي شود که در يک ارگانيزم رشد يافته حضور دارد و خاصيت توليد سلولي ديگر شبيه خود يا تخصص يافته تر از خود را داشته باشد.  سلول هاي بنيادي بالغ ‏Pluripatent، کم هستند و تنها در بافت هاي شامل خون بند ناف ديده مي شوند. بيشتر سلول هاي بنيادي بالغ ‏Multipatent‏ هستند و به ارگان بافتي خود مربوط هستند. در حالي که نيروي سلول هاي بنيادي جنيني آزمايش نشده باقي مانده است، درمان با سلول هاي بنيادي بالغ بسيار پيشرفت موفقي داشته و تاثير آن روي درمان سرطان خون و سرطان هاي مغز استخوان بسيار مثبت است. توليد سلول بنيادي بالغ احتياج به از بين بردن بافت جنيني ندارد.
   محققان بر اين باورند که سلول هاي بنيادي چهره بيماري در انسان ها را دگرگون ساخته و رنج آن ها را پايان مي دهند. يکي از فوايد درمان با سلول بنيادي بالغ آن است که ديگر مشکل عدم پذيرش بافت وجود ندارد چرا که اين بافت از خون برداشته شده است. از سلول هاي بنيادي در درمان موثر برخي بيماري ها مثل تحليل رفتن عضلاني، کم خوني مادرزادي، بيماري قند، پارکينسون، مشکلات قلبي، ضايعات ايجاد شده در قرنيه و شبکيه چشم و ...         مي توان استفاده کرد که در ادامه به توضيح برخي تحقيقات در اين زمينه مي پردازيم :
‏
آسيب مغزي
‏ ضربه مغزي با از دست دادن نورون ها و اليگودندروسيت هاي  درون مغزي همراه بوده و باعث مرگ مي شود. در يک مغز بالغ سالم، سلول هاي بنيادي عصبي تقسيم شده و باعث مي شوند تعداد سلول هاي بنيادي ثابت باقي مانده يا تبديل به سلول هاي پيشرو شوند. در هنگام حاملگي يا پس از يک جراحت اين سيستم با فاکتور رشد همگام شده و نرخ توليد را افزايش مي دهد تا مغز جديد شکل داده شود. در حالت ضربه مغزي، فرايند بازيابي مشاهده مي شود، احياء ذاتي در افراد بالغي که مقاومت بدن شان را از دست داده اند کمتر است. ‏
‏  تحقيقات نشان مي دهد که مي توان با مصرف داروهايي خاص پروسه توليد سلول هاي بنيادي را سرعت بخشيد. بعد از ضربه مغزي داروهاي بيولوژيک باعث فعال شدن 2 مرحله کليدي فرايند بازيابي مي شوند.

سرطان
‏  بر طبق تحقيقات تزريق سلول هاي بنيادي بالغ عصبي به داخل مغز سگ براي درمان تومورهاي مغزي بسيار موثر است. سرطان مغز با استفاده از روش هاي کلاسيک تقريبا غير قابل درمان بود، چرا که به سرعت گسترش مي يافت. اما با تزريق سلول هاي بنيادي عصبي، اين سلول ها به سمت ناحيه سرطاني رفته و باعث انتشار نوعي آنزيم  مي شوند که اندازه تومور را تا 81 درصد کاهش مي دهد.

جراحت نخاعي
‏  در برخي موارد با تزريق سلول هاي بنيادي ‏Multipatent‏ گرفته شده از خون بند ناف به بيماران با جراحات نخاعي، آن ها توانايي خود را دوباره به دست آورده اند. اين سلول هاي بنيادي به ناحيه آسيب ديده نخاع تزريق مي شوند. به نظر مي رسدکه در طي اين فرايند علاوه بر نرون ها، غلاف ميلين نيز ساخته مي شود. ‏

طاسي
‏ فوليکول هاي مو شامل سلول هاي بنيادي هستند، با گرفتن اين سلول هاي بنيادي از فوليکول هاي موجود و تکثير آن ها در آزمايشگاه و کاشت روي جمجمه مي توان مشکل طاسي را حل کرد.

دندان  پزشکي
 سلول هاي بنيادي با تبديل شدن به جوانه دندان در آزمايشگاه بعد از کشت داده شدن و کاشت روي لثه مي توانند در فرايندي مشابه رشد اوليه و طبيعي دندان باعث رشد دندان بعد از يک سيکل دو ماهه شوند.

پيشابراه
انواع مختلف بيومتريال ها بدون سلول، مانند ‏PGA‏ و داربست هاي پايه کلاژن بدون سلول از مثانه و روده اي، به طور آزمايشگاهي ( در مدل هاي حيواني) به منظور ترميم بافت پيشابراه به کار رفته اند. برخي از اين بيومتريال ها مانند داربست هاي کلاژني بدون سلول از لايه زير مخاط مثانه نيز به همراه سلول هاي خود فرد جهت ترميم پيشابراه ‏‎ seed ‎شده اند و آزمايشگاهي و کلينيکي استفاده شده اند. در مطالعات حيوانات بخش هايي از پيشابراه تراشيده شده و با داربست بدون سلول جايگزين شده است. آزمايشات بافت شناسي بافت پوششي کامل و رشد عروق خوني و نفوذ عضلات را نشان داده است و حيوانات مي توانستند دفع را انجام دهند. ‏

مثانه
گرچه بافت هاي معدي روده اي براي جذب مواد خاصي طراحي شده اند و مثانه براي دفع مواد است،  در حال حاضر قطعات معده - روده براي ترميم مثانه استفاده مي شود. به دليل مشکلاتي که در استفاده از بافت هاي معده - روده به وجود آمد، تحقيقاتي در جهت جايگزين کردن متريال ها و بافت هاي ديگر براي ترميم مثانه صورت گرفته است. موفقيت استفاده از استراتژي هاي پيوند سلول بسته به توانايي استفاده موثر از بافت دهنده و فراهم آوردن شرايط مناسب براي زنده ماندن، تمايز و رشد سلول ها است. سلول هاي عضلاني و ‏urothelial‏ را مي توان ‏‎ in vitro‎‏ کشت داده و بر روي داربست پليمري ‏seed‏ کرده و صفحات سلول تهيه کرد. اين اصول جهت ايجاد مثانه با مهندسي بافت در مدل هاي حيواني مانند سگ به کار رفته است.  سلول هاي عضلاني و ‏urothelial‏ جداگانه از يک نمونه بيوپسي شده از مثانه کشت داده شده و روي يک داربست پليمري زيست تخريب پذير به شکل مثانه ‏seed‏ مي شود. نتايج اين مطالعه نشان داده است که مثانه تهيه شده توسط مهندسي بافت از نظر آناتومي و عملکرد طبيعي است.

بافت تناسلي مردان
جراحي ترميمي در موارد پاتولوژيک بسياري مانند سرطان يا آسيب شديد نياز است. اصلي ترين محدوديت اين جراحي کميابي بافت مناسب از خود فرد است. قسمت اصلي ‏phallus‏ را ماهيچه هاي صاف و سلول هاي اندوتليال تشکيل مي دهد. ايجاد بافت ساختاري و عملکردي تازه مي تواند راه حلي باشد. سلول هاي اندوتليال و ماهيچه هاي صاف ‏autologous‏ را کشت داده و بر داربست کلاژني بدون سلول ‏seed‏ شده و در مدل حيواني، خرگوش، کاشته شد. بررسي هاي بافت شناسي نشان داده است که بافت فنوتيپ مناسب دارد و مطالعات ساختاري و عملکردي از جمله ‏cavernosonography، ‏cavernosometry‏ و بررسي جفت گيري نشان مي دهد که امکان تهيه بافت تناسلي از خود فرد وجود دارد.

 بافت تناسلي زنان
ناهنجاري مادرزادي رحم ممکن است مفهوم کلينيکي داشته باشد. بيماراني که از اختلالات دو جنسي و ‏cloacal exstrophy‏ رنج مي برند ممکن است که توانايي بارداري نداشته باشند. احتمال ساخت بافت رحم با استفاده از سلول هاي ‏autologous‏ بررسي شده است. سلول هاي ‏autologous‏  اپي تليال و عضله صاف رحم خرگوش کشت داده شدند و سپس بر دابست هاي پليمري زيست تخريب پذير به شکل رحم ‏seed‏ شدند تا جايگزين بافت رحم در حيوان شود. شش ماه پس از کاشت بررسي هاي بافت شناسي، ‏immunocytochemical‏ و آناليز ‏Western blot‏ وجود که بافت رحم نرمال را تائيد کردند. آناليزهاي بيوشيميايي و مطالعات ‏organ bath‏ نشان دادند که مشخصات کارکردي اين بافت مشابه بافت طبيعي رحم است. مطالعات توليد مثل در حال حاضر در حال انجام هستند.
شرايط پاتولوژيک مختلفي مانند ناهنجاري مادرزادي و بدخيمي مي تواند رشد نرمال واژينال يا آناتومي را دچار مشکل کند. ترميم واژينال پيش تر نيز مورد توجه بوده است. بررسي امکان سنجي ساخت بافت واژينال ‏in vivo‏ بررسي شده است. سلول هاي عضله صاف و اپي تليال واژينال خرگوش ماده کشت و رشد داده شد و در داربست پليمري زيست تخريب پذير ‏seed‏ شدند و سپس ساختار ‏seed ‎‏ شده‏‎ ‎در موش فاقد غده تيموس کاشته شد و شش مطالعه در اين مورد، شباهت ويژگي هاي عملکردي با بافت طبيعي واژينال نشان داده است.

کليه
از اصول مهندسي بافت و ‏cloning‏ جهت دست يابي به ساخت بافت کليوي که از نظر ژنيتيکي مشابه بافت واقي است در حيوانات بزرگ بهره برده شد. ‏
کليه يک ارگان پيچيده با انواع مختلف سلول است. پيچيدگي آناتومي و عملکردي کليه مشکلي بر سر راه بازسازي آن است.
تلاش هاي گذشته در زمينه مهندسي بافت کليه بر روي سيستم هاي حمايت کننده خارجي بيولوژيک و سنتزي متمرکز بود و جايگزين هاي کليه ‏ex vivo‏ براي ادامه حيات به کار مي روند. گرچه براي بيمار بسيار بهتر است که اين تجهيزات براي مدت طولاني در بدن کاشته شوند و نيازي به دياليز با دستگاه هاي خارج از بدن و استفاده از داروهاي ‏immunosuppressive‏ نداشته باشد.
سلول هاي کلوني شده کليه را بر روي داربستي با غشاي پلي کربنات و پوشش کلاژن ‏seed‏ مي شود. انتهاي غشاي داربست به کاتتري که در مخزن جمع آوري است متصل است. بدين وسيله يک کليه ‏neo-organ‏ با مکانيزمي جهت جمع آوري مايعاتي که بايد دفع شوند، ايجاد مي شود. اين داربست ها با وسايل جمع آوري در گوساله نر کاشته شده و پس از 12 هفته برداشته شد. ‏
آناليز شيميايي مايع جمع آوري شده و بررسي غلظت گلوکز، نيتروژن، سريتونين و ساير الکتروليت ها نشان مي دهد که کليه ايمپلنت شده توانايي فيلتر کردن، بازجذب و تراوشي را دارد. بررسي هاي بافت شناسي رشد عروق خوني، تبديل خود به خودي سلول ها به گلومرول و ساختار لوله اي شکل نشان مي دهد. پيوستگي بين گلومرول، لوله ها و غشاي پلي کربنات امکان عبور ادرار و رسيدن به مخزن را ممکن مي سازد. اين مطالعات نشان مي دهد که سلول هاي انتقال يافته از ‏nuclear‏ را مي توان با موفقيت کشت داده و با استفاده از داربست هاي زيست تخريب پذير ‏in vivo‏ کاشته و بافتي با ساختار و ژنتيک مشابه به دست آورد.

عروق خوني
متريال هاي سنتز شده يا ‏xenogenic‏ در ضايعات شديد قلبي- عروقي به عنوان جايگزين عروق استفاده مي شوند. البته اين متريال ها عوارضي چون تنگي عروق، ايجاد لخته و عفونت را به همراه دارند.
به کمک مهندسي بافت عروق خوني با استفاده از سلول هاي خود فرد و داربست هاي زيست تخريب پذير ساخته شده و در مدل هاي حيواني مانند سگ و گوسفند امتحان شده است. مهم ترين مزيت استفاده از چنين پيوندهايي اين است که در محيط ‏in vivo‏ تخريب شده و اجازه مي دهند تا بافت جديد بدون حضور طولاني مدت متريال خارجي تشکيل شود. استفاده از اين تکنيک در حال انتقال از آزمايشگاه به کلينيک است. به عبارتي سلول هاي عروق خود فرد کشت داده شده و در داربست زيست تخريب پذير ‏seed‏ مي شود. در يک بررسي از اين تکنيک براي جايگزين کردن شريان ريوي استفاده شد و معاينات تا 7 ماه بعد هيچ گونه آنرمالي در شريان يا انسدادي را نشان نداده است. 

غضروف
صدمات غضروف مفصلي قابليت ترميم بسيار کمي دارد و بنابراين مشکلات کلينيکي بر سر راه درمان صدمه هاي غضروف مفصل در بزرگسالان وجود دارد. اگر مشکلات جدي غضروف درمان نشود، به موجب بي ثباتي هاي مکانيکي منجر به بيماري هاي فرسايش مفصل مي شود.کندروسيت ها را روي داربست هاي زيست تخريب پذيرکشت داده تا غضروف ساخته و در صدمات جدي استخوان و غضروف خرگوش ها استفاده شده اند. غضروف کاشته شده توانايي تحمل بار فيزيولوژيک را دارد و مي تواند عملکرد بيوشيميايي را تامين کند. ‏
در حال حاضر گزينه هاي درماني بسيار کمي براي بيماراني که از مشکلات مادرزادي و پاتولوژيک ناي مانند تنگي مجرا و آترزي رنج مي برند به دليل محدوديت بافت ‏autologous‏ در دوران اول زندگي وجود دارد. پس از تشخيص اين مشکلات در دوران بارداري، مهندسي بافت در دوران جنيني مي تواند يک راه حل حياتي براي جراحي و درمان باشد چون سلول هاي کاشته شده مي توانند در ادامه بارداري رشد کنند. کندروسيت ها را از غضروف هاي الاستيک و شفاف جنين گوسفند گرفته شده و ‏in vitro‏ کشت داده شدند و سپس به صورت ديناميکي بر داربست هاي زيست تخريب پذير ‏seed‏ شدند. اين ساختار را به عنوان بافت ناي در جنين گوسفند قرار داده شد. غضروف ساختار خود را حفظ کرد و در عين حال گسترش نسج اپي تليال و ‏‎ engraftment‎مشاهده شد. اگر بافت طبيعي ناي موجود نباشد، مي توان از سلول هاي مزانشيمي مغز استخوان براي ساخت غضروف استفاده کرد. ‏

راهي براي استفاده از سلول هاي بنيادين رويان (جنين) ‏
‏    اخيرا اثبات شده است که سلول هاي جنين،  قادر به گسترش هر بافتي هستند، ولي با تولد، اين قابليت براي هميشه از بين مي رود. اکنون مي دانيم که بسياري از سلول ها در کودکان و افراد بالغ، ظرفيت فوق العاده اي در توليد و تحريک تنوع وسيعي از بافت ها براي رشد دارند،  براي مثال پروفسور جاناتان اسلک در دانشگاه "بس" نشان داده است که چگونه سلول هاي افراد بالغ مي توانند به راحتي در انسولين انتقال يابند و سلول هايي را مانند سلول هايي که در پانکراس يافت مي شوند، ايجاد کنند. ‏
‏    تقريبا همه سلول ها در بدن، حاوي ژنوم کامل يا کتاب زندگي هستند. اطلاعات کافي براي ايجاد رونوشتي کامل از بافت ها وجود دارد که پايه فناوري کلوني است. بنابراين در تئوري، هر سلولي مي تواند هر بافتي را که مورد نياز است، ايجاد کند. به هر حال، واقعيت اين است که در اکثر سلول ها تقريبا همه ژن ها خاموش شده است ولي امروزه دانشمندان بر اين باور هستند که اين ژن ها تا ابد از بين نمي روند. ‏
‏   اگر يکي از سلول هاي پوست با  يک تخم ناباور انسان ترکيب شود،  همه ژن هاي خاموش فعال شده و سلول ترکيبي، فعال مي شود که شروع به ايجاد انساني جديد مي کند. ‏
مهم ترين پرسشي که مي تواند مطرح شود اين است که آيا سلول هاي بنيادين افراد بالغ واقعا بافت را ترميم مي کنند يا خير.
براي مثال، سلول هاي مغز استخوان مي توانند در قلب تخريب شده استفاده شود و  قلب را ترميم کنند يا اگر سلول هاي مغز استخوان به پشت بيمار  تزريق شوند، بدين معني است که حدودا 3 ماه پس از يک آسيب ديدگي شديد که به کمر وارد شده، به جاي اين که بيمار تا پايان عمر بر روي ويلچير (صندلي چرخ دار) بنشيند، مي تواند راه  برود. ‏

آينده سلول هاي بنيادين
‏    فناوري سلول بنيادين رويان، اکنون همراه با کلوني درماني است. پيش بيني شده است که تا سال2020، دانشمندان  قادر به توليد تنوع گسترده اي از بافت ها با استفاده از سلول هاي بنيادين بالغ و پيشرفت در ساختن بافت ها و تعمير آن خواهند بود. ‏
‏     همچنين با کمک بعضي از توليدات دارويي جديد، ممکن است براي مثال، سلول هاي مغز استخوان را فعال کرده و در جايي که ترميم و درمان مورد نياز است آن ها را به مهاجرت به بخش هايي از بدن تشويق کرد.

منبع: نشریه نوین پزشکی شماره ۸۶