ऊतक संवर्धन विभाग

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ऊतक संवर्धन प्रयोगशाला नियामक आवश्यकताओं और अनुसंधान के लिए इन विट्रो कोशिका संवर्धन परीक्षण सेवाएं प्रदान करती है। रुचि के मुख्य क्षेत्र इन विट्रो ऊतक निर्माण, स्टेम कोशिकाएं और पुनर्योजी जीव विज्ञान, यकृत और कॉर्नियल ऊतक इंजीनियरिंग में हैं। संस्थान के शैक्षणिक कार्यक्रमों जैसे पीएचडी, एमफिल और एमटेक में शामिल।

संकाय

• Dr. Anil Kumar P. R.
  Scientist 'G' and In-Charge
  
• Dr. Naresh K
  Scientist 'D'
  

सुविधाएँ

परीक्षण

प्रत्यारोपण जीवविज्ञान प्रभाग की ऊतक संवर्धन प्रयोगशाला आईएसओ मानकों की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए स्तनधारी कोशिका संवर्धन सुविधा का रखरखाव करती है। प्रयोगशाला फ्रांस की ले कोमिट फ्रेंकाइस डी'एक्रेडिटेशन (सीओएफआरएसी) द्वारा मान्यता प्राप्त बायोमटेरियल्स का इन विट्रो साइटोटोक्सिसिटी परीक्षण प्रदान करती है। इसके अलावा, प्रयोगशाला सामान्य और विशिष्ट साइटोकंपैटिबिलिटी मूल्यांकन के लिए इन विट्रो परीक्षणों का एक विस्तृत स्पेक्ट्रम भी करती है।

अनुसंधान

वर्तमान शोध पुनर्योजी चिकित्सा के साथ-साथ ऑर्गेनोटाइपिकल मॉडल के लिए इन विट्रो ऊतकों के विकास पर केंद्रित है। प्रयोगशाला उन्नत ऊतक संवर्धन सुविधाओं से सुसज्जित है और इसके पास हेपेटोसाइट्स, लिवर साइनोसॉइडल एंडोथेलियल कोशिकाएं, मानव अम्बिलिकल वेन एंडोथेलियल कोशिकाएं, बोन मैरो मेसेनकाइमल स्टेम कोशिकाएं, लिवर प्रोजेनिटर कोशिकाएं, लिम्बल स्टेम कोशिकाएं, कॉर्नियल एंडोथेलियल कोशिकाएं और स्किन केराटिनोसाइट्स जैसी विभिन्न प्राथमिक कोशिकाओं के अलगाव, संवर्धन और रखरखाव में दो दशकों से अधिक का अनुभव है।

ऊतक संवर्धन प्रयोगशाला दो मुख्य धारा पहलुओं - कॉर्नियल ऊतक इंजीनियरिंग और यकृत ऊतक इंजीनियरिंग को अनुसंधान क्षेत्र को प्राथमिकता देती है।

बिना किसी एंजाइम उपचार के थर्मोरेस्पोंसिव कल्चर सतह का उपयोग करके अक्षुण्ण इन विट्रो ऊतक तैयार किए जाते हैं। सेल शीट इंजीनियरिंग के रूप में प्रसिद्ध यह विधि भारत में पहली बार इन-हाउस विकसित विधियों का उपयोग करके रिपोर्ट की गई है। ऊतक इंजीनियरिंग और पुनर्योजी चिकित्सा के लिए बायोइंजीनियर्ड कार्यात्मक कृत्रिम ऊतक संरचनाओं के अनुप्रयोगों का विस्तार करने के लिए थर्मोरेस्पॉन्सिव पॉलिमर के नए फॉर्मूलेशन का लगातार अध्ययन किया जाता है। जैव-इंजीनियर्ड कॉर्नियल कोशिका संरचनाओं को खरगोश लिम्बल स्टेम सेल की कमी मॉडल में सफलतापूर्वक प्रत्यारोपित किया गया है।

कृत्रिम और आंतरिक अंगों के प्रभाग के सहयोग से ऊतक संवर्धन प्रयोगशाला ने बायोआर्टिफिशियल लिवर मॉडल के रूप में कार्य करने के लिए स्वदेशी बायोरेक्टर का विकास शुरू किया। कार्यात्मक विशिष्टता और दीर्घायु के साथ हेपेटोसाइट्स के पृथक्करण, कटाई और रखरखाव के लिए उपयुक्त प्रक्रियाओं को विकसित करने के लिए अध्ययन जारी हैं।

प्रयोगशाला प्राथमिकता वाले अनुसंधान क्षेत्र के दायरे में स्टेम सेल अध्ययन में भी लगी हुई है। स्टेम सेल अनुसंधान एक्स विवो विस्तारित लिम्बल स्टेम कोशिकाओं और सेल शीट संरचना के विकास के साथ शुरू किया गया था। वर्तमान में विभिन्न प्रकार के वैकल्पिक स्टेम सेल स्रोत इस खोज में लाए जाते हैं। लिवर प्रोजेनिटर कोशिकाओं को इन विट्रो परिस्थितियों में अलग करना भी स्टेम कोशिकाओं और लिवर कार्यों को व्यक्त करने में उनकी जगह के बारे में अधिक समझने के लिए जांचा जाता है। अध्ययन यकृत विफलता को पुनर्जीवित करने के लिए कोशिका आधारित चिकित्सीय खोजने पर भी ध्यान केंद्रित करते हैं।

व्यापक ऊतक क्षति या हानि के लिए कार्यात्मक कोशिकाओं और उपयुक्त मचान का उपयोग करके विकसित जैविक प्रतिस्थापनों की आवश्यकता होती है। विभिन्न जैविक और सिंथेटिक सामग्रियों का अध्ययन किया जाता है ताकि कोशिकाएं प्राकृतिक बाह्य कोशिकीय मैट्रिक्स की तरह कार्य कर सकें। इन विट्रो में विभेदित कार्यों को बेहतर बनाने और कार्यात्मक त्रि-आयामी ऊतकों को बनाने के लिए रणनीतियाँ तैयार की जा रही हैं।

मेकैनोट्रांसडक्शन एक और महत्वपूर्ण घटना है जो ऊतकों के विकास में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। कोशिकाएँ पर्यावरण से भौतिक संकेत प्राप्त करती हैं और उन्हें एक जैव रासायनिक प्रतिक्रिया में बदल देती हैं। हेपेटोसाइट्स और स्टेम कोशिकाओं पर सूक्ष्म गुरुत्वाकर्षण के प्रभाव का अध्ययन करने के लिए अनुसंधान जारी है।

सेवाएँ

जनता को पेश किया गया

साइटोटोक्सिसिटी बायोमटेरियल्स और मेडिकल उपकरणों की उन्नत परीक्षण और विकास में प्रवेश करने से पहले संभावित विषाक्तता की जांच के लिए एक अनिवार्य प्रारंभिक परीक्षण है। ऊतक संवर्धन प्रयोगशाला में कोशिका संवर्धन सुविधा है, जिसमें आईएसओ मानकों के अनुसार बायोमेडिकल सामग्रियों की साइटोटोक्सिसिटी और साइटोकोम्पैटिबिलिटी मूल्यांकन की क्षमता है। चिकित्सा उपकरणों की इन विट्रो साइटोटोक्सिसिटी का आकलन करने के लिए प्रयोगशाला आईएसओ 10993-5 के अनुसार तीन बुनियादी परीक्षण प्रदान करती है, अर्थात अर्क पर परीक्षण, प्रत्यक्ष संपर्क और अप्रत्यक्ष संपर्क परीक्षण। स्थापित स्तनधारी कोशिका लाइनों का उपयोग पदार्थों की साइटोटोक्सिसिटी का मूल्यांकन करने के लिए किया जाता है। सामान्य और विशिष्ट कोशिका-अनुकूलता अध्ययन भी किए जाते हैं।

निष्कर्षण पर परीक्षण

न्यूनतम आवश्यक माध्यम में 24 घंटे तक इनक्यूबेट करके परीक्षण सामग्री का एक अंश प्राप्त किया जाता है। इसके बाद अर्क को कम से कम 24 घंटे की अवधि के लिए सेल मोनोलेयर पर रखा जाएगा। साइटोटोक्सिसिटी को गुणात्मक या मात्रात्मक माध्यमों से निर्धारित किया जाएगा। गुणात्मक मूल्यांकन में कोशिकाओं की सामान्य आकारिकी, रिक्तिकाकरण, पृथक्करण और कोशिका लिसिस के लिए जांच की जाती है ताकि विषाक्तता स्कोर निर्धारित किया जा सके। मात्रात्मक मूल्यांकन कोशिकाओं की व्यवहार्यता और चयापचय गतिविधि को कोशिकाओं की संख्या, प्रोटीन की मात्रा, एंजाइमों की रिहाई, महत्वपूर्ण डाई की रिहाई, महत्वपूर्ण डाई में कमी या किसी अन्य मापने योग्य पैरामीटर का अनुमान लगाकर मापता है। कोशिका व्यवहार्यता में 30% से अधिक की कमी को साइटोटोक्सिक प्रभाव माना जाता है।

प्रत्यक्ष संपर्क परीक्षण

परीक्षण सामग्री को 24 घंटे के लिए सेल मोनोलेयर के सीधे संपर्क में रखा जाता है। मोनोलेयर की सामान्य आकारिकी, कोशिका घनत्व और कोशिका लिसिस के लिए सूक्ष्म रूप से जांच करके कोशिका विषाक्तता का गुणात्मक मूल्यांकन किया जाता है।

अप्रत्यक्ष संपर्क द्वारा परीक्षण

अप्रत्यक्ष संपर्क परीक्षण में, सेल मोनोलेयर को परीक्षण सामग्री या इसके अर्क के साथ उपचार से पहले अगर के साथ ओवरले किया जाता है। 24 घंटे के बाद, कोशिका विषाक्तता निर्धारित करने के लिए कोशिकाओं को सूक्ष्म रूप से देखा जाता है। तटस्थ लाल जैसे एक महत्वपूर्ण दाग को नमूने के साथ ऊष्मायन से पहले या बाद में जोड़ा जाता है।

एमटीटी परख

परीक्षण में चयापचय रूप से सक्रिय प्रसार कोशिकाओं द्वारा पानी में घुलनशील पीले एमटीटी, टेट्राज़ोलियम नमक को अघुलनशील बैंगनी फॉर्मेज़ान क्रिस्टल में कम करना शामिल है। फोर्माज़ान क्रिस्टल घुलनशील होते हैं और एक स्वचालित स्पेक्ट्रोफोटोमेट्रिक मल्टीवेल प्लेट रीडर का उपयोग करके मात्रा निर्धारित की जाती है। एमटीटी को कम करने की कोशिकाओं की क्षमता चयापचय गतिविधि को इंगित करती है जिसे व्यवहार्यता और कोशिका संख्या के माप के रूप में व्याख्या किया जा सकता है। एल929 कोशिकाओं को 96-कुएं की प्लेटों में बोया जाता है और अर्ध-संवहन मोनोलेयर बनाने के लिए संस्कृति में रखा जाता है। इसके बाद कोशिकाओं को सकारात्मक और नकारात्मक नियंत्रणों के साथ-साथ सांद्रता की एक श्रृंखला में परीक्षण यौगिक के अर्क के संपर्क में लाया जाता है। 24 घंटे के एक्सपोजर के बाद, कोशिकाओं को 2 घंटे के लिए एमएमटी युक्त कल्चर माध्यम के संपर्क में लाया जाएगा और प्रत्येक उपचार सांद्रता के लिए फॉर्मेज़ान गठन निर्धारित किया जाता है। सामग्री की सापेक्ष विषाक्तता का आकलन करने के लिए एमटीटी को कम करने की क्षमता की तुलना नियंत्रणों से की जाती है।

तटस्थ लाल परख

उदासीन लाल एक कमजोर कैटायोनिक सुप्रावाइटल डाई है जो गैर-आयनिक प्रसार द्वारा कोशिका झिल्ली में प्रवेश करती है और लाइसोसोम में जमा हो जाती है। तटस्थ लाल अवशोषण परख व्यवहार्य कोशिकाओं द्वारा तटस्थ लाल के अवशोषण का एक मात्रात्मक अनुमान प्रदान करता है। कोशिकाओं को 96-कुएं वाली कल्चर प्लेटों में बोया जाता है और उचित अवधि के लिए परीक्षण सामग्री के साथ उपचार किया जाता है। इसके बाद कोशिकाओं को 2 घंटे के लिए तटस्थ लाल युक्त माध्यम में रखा जाता है। बाद में, आंतरिक तटस्थ लाल को मल्टीवेल प्लेट रीडर का उपयोग करके अवशोषण प्राप्त करके निकाला और मात्रा निर्धारित किया जाता है।

सेल आसंजन

जैवसामग्री की सतह पर कोशिका आसंजन जैवसंगतता निर्धारित करने में एक प्रमुख कारक है। विभिन्न भौतिक और जैविक कारक सामग्रियों पर कोशिका आसंजन को प्रभावित कर सकते हैं। ऊतक संवर्धन प्रयोगशाला कोशिका आसंजन परीक्षण को कोशिका-अनुकूलता मूल्यांकन के एक भाग के रूप में प्रदान करती है। सामग्री और आकारिकी पर रोपण की गई कोशिकाओं का मूल्यांकन स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के तहत किया जाएगा

संस्थान के भीतर

सार्वजनिक रूप से दी जाने वाली सभी सेवाएं संस्थान के भीतर लागू होती हैं।

परियोजनाएं

टिशू कल्चर लैब अपने दायरे में आने वाले विषयों पर इन विट्रो अध्ययन से संबंधित अल्पकालिक अनुसंधान परियोजनाएं करती है।

प्रकाशन

1. नित्या जोसेफ, अनिल कुमार पीआर, तिलक प्रसाद, लीना जोसेफ, श्रीनिवासन.के, और कुमरी टीवी, इन विट्रो कॉर्नियल सेल शीट के निर्माण और समर्थन के लिए एक उपकरण के रूप में संशोधित ओवर हेड प्रोजेक्शन शीट से इंटेलिजेंट थर्मोरेस्पोंसिभ सब्सट्रेट, टिश्यू इंजीनियरिंग पार्ट सी मेथड्स, स्वीकृत, अगस्त 2010।
2. विजी, मैरी वर्गीज; प्रसाद, तिलक; कुमरी, टीवी; नेत्र सतह पुनर्जनन माइक्रोस्कोपी, अनुसंधान और तकनीक की दिशा में एक कुशल ज़ेनोफीडर मुक्त लिम्बल कोशिका संस्कृति प्रणाली के लिए संस्कृति स्थितियों का अनुकूलन। 2010, ऑनलाइन उपलब्ध है
3. विजी मैरी वर्गीज, विद्या राज; के श्रीनिवासन, टीवी कुमारी, एल929 कोशिकाओं का उपयोग करके थर्मोरेस्पोंसिव एनआईपीएएम-एमएमए कोपोलिमरिक सतह का इन विट्रो साइटोकंपैटिबिलिटी मूल्यांकन। जे. मैटर साइंस: मैटर मेड 21:1631-1639, 2010
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और...
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Biological Evaluation of pliable hydroxyapatite-ethylene vinyl acetate copolymer composites intended for cranioplasty S. Velayudhan, T.V.Anilkumar, T.V.Kumary, P.V.Mohanan, A.C.Fernandez, H.K.Varma , P.Ramesh Acta Biomaterialia,1(2), 201-210, 2005.
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Rapid and complete cellularization of hydroxyapatite for bone tissue engineering, AnilKumar.P.R, H.K.Varma, T.V. Kumary. Acta Biomaterialia I: 545-552,2005.

Patents

1. Process for chemical modification of cell culture substrate. Indian patent submitted on 2003.
2. Method for cellularization of scaffolds using in vitro cell sheet constructs. Indian patent submitted on 2005.
3. A temperature sensitive cell culture kit to generate, harvest and transfer in vitro tissue constructs for tissue regeneration. Indian patent submitted on 2009.

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