خلاصه اي از توصيف اختراع مهندسي بافت طراحي و مهندسي ساختارهايي براي بازسازي و ترميم بافتهاي آسيب ديده بدن مي باشد داربست هاي پليمري از مهمترين مواد و لازمه اين طراحي ها مي باشد. پلي هيدروكسي بوتيرات والرات (PHBV ) يك پليمر زيست سازگار و زيست تخريب پذير مي باشد در اين كار ، موفق به طراحي داربست هاي نانو فيبري پلي هيدروكسي بوتيرات - والرات به روش الكتروريسي شده سپس براي اصلاح سطح بويژه چسبندگي سلولي بهتر نمونه ها با پلاسما اكسيژن اصلاح سطحي شدند و داربست ها مورد ارزيابي ميكروسكوپ الكتروني ، زاويه تماس ، سنجش توزيع سايز و تخلخل و خواص مكانيكي و فيزيكي قرار گرفت نتايج نشان دهنده ساختاري مناسب را تاييد مي نمايد داربست نانو فيبري مورد ارزيابي با سلولهاي بنيادي قرار گرفت و مورد آناليز M TT و بررسي هاي ميكروسكوپي قرار گرفت نتايج مطالعه برون تني حاكي از چسبندگي و رشد مناسب سلولها بر روي همه دار پستهاي طراحي شده بود ، در آناليز درون تني پوست موش بطور كامل در ابعاد ۱۱ سانتي متر مربع برداشته شد و نمونه هاي : كنترل (بدون مداخله)، داربست نانوفيبري همراه سلولهاي بنيادي مزانشيمال و نمونه داربست بدون سلول ، داربست نانو فيبري اصلاح شده با پلاسما همراه سلولهاي بنيادي مزانشيمال و نمونه داربست نانو فيبري اصلاح شده با پلاسما بدون سلول همراه با نمونه اتو گرفت پيوند زده شد و بعد از ۱۴ روز مورد ارزيابي ترميمي و پاتولوژيكي قرار گرفتند. نتايج حاكي از موفقيت پيوند نمونه داربست نانو فيبري نانو فيبري اصلاح شده با پلاسما همراه سلولهاي بنيادي مزانشيمي بود علاوه بر لايه اپيدرم ، ضمائم دره نيز بصورت خيلي مناسب بازسازي شدند سلولي انجام مي گيرد بيان واضح و دقيق مزاياي اختراع ادعايي - طراحي موفقيت اميز داربست نانو فيبري PHBV اصلاح سطح شده با پلاسما با ويژگيهاي مناسب براي مهندسي بافت پوست - موفقيت تركيب سلولهاي بنيادي مزانشيمي و داربست نانوفيبري به عنوان گرفت پوستي - بازسازي كامل پوست آسيب ديده (ايجاد لايه اپيدرم و لايه درم همراه با ضمائم آن) ذكر صريح كاربرد باز سازي پوست آسيب ديده توضيح حداقل يك روش اجرايي براي به كار گيري اختراع. آسيب هاي پوستي شامل اسيب هاي ناشي از سوختگي بويژه سوختگي هاي شديد از نوع درجه دو و سه يا براي بازسازي پوست بيماران ديابتي مي تواند بكار برده شود

مهندسي بافت طراحي و مهندسي ساختارهايي براي بازسازي و ترميم بافتهاي آسيب ديده بدن مي باشد داربست هاي پليمري از مهمترين مواد و لازمه اين طراحي ها مي باشد پلي هيدروكسي بوتيرات والرات (PHBV) يك پليمر زيست سازگار و زيست تخريب پذير مي باشد در اين كار، موفق به طراحي داربست هاي نانوفيبري پلي هيدروكسي بوتيرا - والرات به روش الكتروريسي شده سپس براي اصلاح سطح به ويژه چسبندگي سلولي بهتر نمونه ها با ماده زيست سازگار و چسبنده سلولي مناسب كيتوسان اتصال دهي عرضي مي شوند سپس داربست ها مورد ارزيابي ميكروسكوپ الكتروني، زاويه تماس، سنجش توزيع سايز و تخلخل و خواص مكانيكي و فيزيكي قرار گرفت نتايج نشان دهنده ساختار ي مناسب را تأييد مي نمايد داربست نانوفيبري مورد ارزيابي با سلول هاي بنيادي قرار گرفت و مورد آناليز MTT و بررسي هاي ميكروسكوپي قرار گرفت نتايج مطالعه برون تني حاكي از چسبندگي و رشد مناسب سلول هاه بر روي همه داربست هاي طراحي شده بود. در آناليز درون تني پوست موش به طور كامل در ابعاد 1*1 سانتي متر مربع برداشته شد و نمونه هاي: كنترل (بدون مداخله)، داربست نانوفيبري همراه سلول هاي بنيادي مزانشيمال و نمونه داربست بدون سلول، داربست نانوفيبري اتصال دهي عرضي با كيتوسان همراه سلول هاي بنيادي مزانشيمال و نمونه داربست نانوفيبري اتصال دهي عرضي با كيتوسان بدون سلول همراه با نمونه اتو گرفت پيوند زده شد و بعد از 14 روز مورد ارزيابي ترميمي و پاتولوژيكي قرار گرفتند نتايج حاكي از موفقيت پيونند نموه داربست نانوفيبري اتصال دهي عرضي با كيتوسان همراه سلول هاي بنيادي مزانشيمي بود علاوه بر لايه اپيدرم، ضمائم درم نيز به صورت خيلي مناسب بازسازي شدند سلولي انجام مي گيرد.

مهندسي بافت ، توانايي بازسازي بافت هاي مختلف آسيب ديده بدن به ويژه اعصاب محيطي را دارد.در اين مطالعه ، گپ هاي بزرگ در حدود 3 سانتي متر عصب سياتيك موش با تيوب هاي زيست سازگار و زيست تخريب پذير نانوفيبري پلي هيدروكسي بوتيرات- والرات ، بازسازي مي شود. داربست نانوساختاري مورد بررسي خواص فيزيكي و مكانيكي وكشت سلولي همراه با سلول هاي عصبي قرار گرفت همچنين براي بررسي درون تني ، مدل عصب سياتيك برداشته شده با گپ 3 سانتي متر از موش Rat انتخاب گرديد. چهار ماه بعداز گرفت نمونه تيوب هاي نانوفيبري به جاي عصب سياتيك برداشته شده ، آناليزهاي رفتاري مختلف حسي – حركتي و همچنين بررسي هاي مورفولوژيكي و سلولي انجام گرديد. نتايج نشان مي دهد كه ساختارهاي پليمر نانوفيبري خواص فيزيكي و مكانيكي مناسبي را براي اين نوع كاربري نشان مي دهند همچنين كشت سلول هاي عصبي روي سطوح فيلم هاي نانوفيبري ،چسبندگي سلولي خوبي را بيان مي كنند. چهار ماه بعد از عمل جراحي و گرفت نمونه تيوب ها به جاي عصب سياتيك برداشته شده ، نتايج حاصل از اناليزهاي رفتاري بهبود عملكرد بازسازي را براي نمونه تيوب هاي گرفت شده نشان مي دهد كه مشابه نمونه اتوگرفت بود. همچنين بررسي هاي مورفولوژيكي تشكيل طناب عصبي همراه با فيبرهاي عصبي ميلينه شده را براي همه نمونه هاي گرفت شده نشان مي دهد همچنين بررسي هاي سلولي نيز بيانگر تشكيل و بازسازي بافت عصبي سياتيك به ويژه براي نمونه تيوب هاي گرفت شده مي باشد از اينرو تيوب هاي نانوساختاري زيست سازگار و زيست تخريب پذير پلي هيدروكسي بوتيرات- والرات با ويژگي هاي مناسب فيزيكي و مكانيكي توانايي بازسازي بافت عصبي سياتيك را به خوبي نشان مي دهد.

طراحي داربست مناسب براي سلول ها متناسب با بافت طراحي شده بسيار مشكل مي باشد. برخي از اين مشكلات عبارتند از زيست سازگاري خون سازگاري و مشكلات طراحي و توليد از بعد داربستهايي با شكل فيزيكي و ساختار مناسب با حفرات يكنواخت و بهم پيوسته به منظور ماندگاري و چسبندگي و تمايز سلول ها امروزه مواد هوشمند بخصوص در موضوع رسانش فاكتورهاي رشد و داربست هاي سلولي كاربرد پيدا نموده اند. پاسخ به تحريك مواد هوشمند معمولا برگشت پذير مي باشند و سيستم با برداشتن محرك به حالت اوليه بر مي گردد. پليمرهاي حساس به دما كه در پايين تر از دماي بحراني شان آبدوست و در بالاي آن آبگريز مي شوند مي توانند در مهندسي بافت يا مهندسي ورقه سلولي بكار روند پليمرهاي هوشمندي كه به سطح پليمر پيوند زده شده مزاياي زيادي نسبت به پليمرهايي كه بصورت تده اي هوشمند باشند دارند. ما در اين اختراع با تهيه هيدروژل هوشمند حساس به دماي PNIP A Am-chitosan-PVA به روش تابش دهي گاما به منظور طراحي بستري مناسب براي كشت سلول استفاده كرديم در اين مطالعه كيتوسان به عنوان ماده چسبنده سلولي و زيست سازگار قدرت چسبندگي سلولي ماده هوشمند PNIP A Am و PVA به عنوان ماده متورم كننده براي جدايش سلولها و ايجاد ورقه سلولي با تابش دهي گاما افزوده و هيدروژلهاي هوشمندي را طراحي مي نماييم. هيدروژلهاي تهيه شده پيوند خورده توسط پرتو گاما توسط آناليزهاي همانند DSC و مقدار تورم و سلولي مورد بررسي قرار گرفتند. نتايج اين بررسي ها نشان داد كه با اين روش بدون افزودني كوپليمريزاسيون با پيوند گاما با موفقيت انجام شده است بررسي هاي اثر حلاليت نيز نشان دهنده ي همين امر مي باشد. همچنين در آزمون تورم اثر تورم و همچنين تغيير فاز از حالت دو فازي به تك فازي با توجه به داده هاي حاصله از اين بررسي در دو دماي 40 و 10 درجه سانتي گراد به ترتيب نشان دهنده ي آبگريزي بسيار عالي و آبدوستي مناسب سطوح پيوند زده شده مي باشد. آناليز DSC نمونه ها نيز چنين تغيير فازي را در دماي LCST نشان مي دهد كه نشان دهنده وجود و پليمريزه شدن NIPAAm به PNPA Am مي باشد.

طراحي داربست مناسب براي سلول ها متناسب با بافت طراحي شده بسيار مشكل مي باشد. برخي از اين مشكلات عبارتند از: زيست سازگاري، خون سازگاري و مشكلات طراحي و توليد از بعد داربستهايي با شكل فيزيكي و ساختار مناسب با حفرات يكنواخت و بهم پيوسته به منظور ماندگاري و چسبندگي و تمايز سلول ها امروزه مواد هوشمند بخصوص در موضوع رسانش فاكتوهاي رشد و داربست هاي سلولي كاربرد پيدا نموده اند. پاسخ به تحريك مواد هوشمند معمولا برگشت پذير مي باشند و سيستم با برداشتن محرك به حالت اوليه بر مي گردد. پليمرهاي حساس به دما كه در پايين تر از دماي بحراني شان آبدوست و در بالاي آن آبگريز مي شوند مي توانند در مهندسي بافت يا مهندسي ورقه سلولي بكار روند. پليمرهاي هوشمندي كه به سطح پليمر پيوند زده شده مزاياي زيادي نسبت به پليمرهايي كه بصورت توده اي هوشمند باشند دارند. ما در اين اختراع با تهيه هيدروژل هوشمند حساس به دماي (3PNIPA Am-chitosam) به روش تابش دهي گاما به منظور طراحي بستري مناسب براي كشت سلول استفاده كرديم. در اين مطالعه كيتوسان به عنوان ماده چسبنده سلولي و زيست سازگار قدرت چسبندگي سلولي ماده هوشمند PNIP AAm را براي ايجاد ورقه سلولي با تابش دهي گاما افزوده و هيدروژنهاي هوشمند را طراحي مي نماييم. هيدروژنهاي تهيه شده پيوند خورده توسط پرتو گاما توسط آناليز ساختاري NMR و DSC و مقدار تورم و سلولي مورد بررسي قرار گرفتند. نتايج اين بررسي ها نشان داد كه با اين روش بدون افزودني، كوپليمريزاسيون يا پيوند گاما با موفقيت انجام شده است بررسي هاي NMR نيز نشان دهنده ي همين امر مي باشد. همچنين در آزمون تورم، اثر تورم و همچنين تغيير فاز از حالت دو فازي به تك فازي با توجه به داده هاي حاصله از اين بررسي در دو دماي 40 و 10 درجه سانتي گراد به ترتيب نشان دهنده ي آبگريزي و آبدوستي سطوح پيوند زده شده مي باشد. آناليز DSC نمونه ها نيز چنين تغيير فازي را در دماي LCST نشان مي دهد كه نشان دهنده وجود و پليمريزه شدن NIP AAm به PNIP A Am مي باشد.

همانطور كه اشاره شد امروزه براي جلوگيري خونريزي هاي شديد و نجات جان مجروحين محصولات تجاري مختلفي از WoundstatTM محصول شركت Traumacure و Quikclot محصول شركت Z-Medica با قيمتي حدود 40 الي 45 دلار وارد بازار گرديده كه از تركيبات معدني زئوليت ساخته شده كه بنا بر ادعاي شركت سازنده در حدود يك الي سه دقيقه (بيته به شدت خونريزي) خونريزي شرباني را بند مي آورد. اما از جمله معايب آن ها مي توادن به قيمت بالا و نيز ايجاد درجه حرارت بالا (در حدود 100 درجه سانتي گراد در Qukctot) به هنگام تماس با خون اشاره كرد كه منجر به سوختگي و نكروز بافت مي شود. اما نكته قابل ذكر اين است كه انحاصر تكنولوژي ساخت اين محصولات در دست آمريكاست و به دليل تحريم، فروش آن به ايرن ممنوع است. از اين رو در پي تحقيقاتي كه در اين پروژه بر روي برخي مواد معدني انجام شد، معلوم شد كه به دليل ويژگي منحصر به فرد پرليت در طي عمليات مكانيكي و حرارتي و بار سطحي منفي بالاي آن و تمايل آن به جذب آب و پلاسماي خون، منجر به انعقاد سريع خونريزي شرياني مي شود به طوري كه در طي آزمايش حيواني انجام شده در اين پروژه بر روي موش زمان 2 دقيقه و 20 ثانيه ثبت گرديد كه به توبه خود شگفت آور است. از طرفي ديگر هزينهن پايين پرليت دليلي ديگر براي برتري اين محصول نسبت به نمونه هاي مشابه خارجي است. سرخرگها ديواره هاي محكمي دارند كه خون را تحت فشار زيادي قرار مي دهند. بنابراين، خونريزي سرخرگي اغلب با فشار و شديد است و با هر تپش قلب هوران مي كند و شديد مي شود. در اين حالت خون با فوران خارج مي شود و رنگ آن معولا قرمز روشن است. خونريزي سرخرگي معمولا شديد است و از آنجايي كه شار زياد ي دارد، لخته شدن خون - كه خونريزي را متوقف مي كند - به دشواري صورت مي گيرد اگر سرخرگ قطع شده بزرگ باشد، خونريزي مي تواند در عرض چند دقيقه بيمار را از پاي درآورد. استفاده از پرليت در خونريزي هاي شديد پرليت نوعي سنگ آتشفشاني از جنس آلومينوسيليكات و در طبقه سنگ هاي ريوليت بوده كه مهمترين عناصر تشكيل دهنده آن آلومينا و سيليكا مي باشد. پرليت داراي ويژگي منحصر به فردي است و آن اين است كه وقتي تحت حرارتي در حدود 870 درجه سانتي گراد قرار مي گيرد آب كريستاله موجود در ساختاتر آن تبخير شده و منجر به ريزتر شدن گرانول هاي آن مي گردد واضح است كه اين امر منجر به تغيير در مورفولوژي ماده نيز مي گردد. به دليل ويژگي منحصر به فرد پرليت در طي عمليات مكانيكي و حرارتي و بار سطحي منفي بالاي آن و تمايل آن به جذب آب و پلاسماي خون، مجر به انعقاد سريع خونريزي شرياني مي شود به طوري كه در طي آزمايش حيواني انجام شده بر روي موش زمان 2 دقيقه و 20 ثانيه ثبت گرديده و در تست (clotting time)وCT بر روي خون انسان (0.04 ميلي گرم به ازاي 1 سي سي خون) 1 دقيقه و 54 ثانيه ثبت گرديد كه به نويه خود شگفت آور است. نتيجه: به طور كلي مي توان اين نتيجه را گرفت كه با توجه به ارزان و در دسترس بودن اين ماده و سهولت فرآيند سازي و از طرفي نتايج يكسان و حتي بهتر آن در شرايط خونريزي (از جمله عدم اجياد حرارت بالا مشابه آنچه كه در بعضي نمونه هاي خارجي ديده مي شود)، اين ماده برتري زيادي نسبت به نمونه هاي مشابه خارجي داشته و اين طور به نظر مي رسد كه قابليت بلقوه ي زيادي براي توليد انبوه و مصرف آن در بخش هاي مختلف پزشكي كشور را داشته باشد.