از دست دادن بافت‌هاي بدن ،عملكرد اندام‌ها و موارد مشابه آن از مسائل مهم مطرح در حوزه پزشكي مي باشد.استفاده از روش‌هاي دارودرماني و ژن درماني شايد در مراحل شروع يك بيماري موثر باشد اما در مراحل پيشرفته‌تر پاسخگوي مناسبي براي درمان نمي‌باشد.ايجاد بافت‌هايي با ويژگي‌هاي مطلوب در شرايط خارج از بدن بيمار بر مبناي استفاده از سلولهاي زنده به عنوان واحد‌هاي سازنده بافت‌ها تحت عنوان روش هاي مهندسي بافت يكي از زمينه‌هاي بسيار كارا و فعال در حوزه پزشكي زيستي است. هدف از انجام اين طرح تهيه و تعيين ويژگيهاي داربست و هيدروژل طبيعي تهيه شده بر پايه ماتريس خارج سلولي آئورت است و همچنين تعيين ساختار و ويژگي‌هاي داربست و هيدروژل طبيعي تهيه شده از ماتريس خارج سلولي آئورت در مهندسي بافت مي باشد.اميد است داربست و هيدروژل طبيعي حاصل،با حفظ تركيبات اصلي بتواند بستر مناسبي جهت مشخص كردن رفتارهاي سلولي در محيط بيولوژيك و مدل مناسبي براي تحقيقات اوليه در ترميم و كاربرد در مهندسي بافت باشد.داربست تهيه شده از ماتريكس خارج سلولي ژل شده آئورت داراي زيست سازگاري مناسب و برهمكنش مناسبي با سلولها است و روش هضم آنزيمي روش كارامد براي تهيه ساختار هيدروژل يكنواخت از آن است.

وجود ضايعات و زباله هاي فراوان پليمري در دنياي امروز و نياز روز افزون به اين مواد و همچنين وابستگي اين محصولات به منابع فسيلي باعث شده است تا توجهات بسياري به سمت توليد پلاستيك هاي زيست تخريب پذير از منابع تجديد پذير معطوف شود. با در نظر گرفتن صرفه اقتصادي و در درسترس بودن، در ميان پليمر هاي طبيعي در ايران مناسب ترين گزينه نشاسته و نشاسته اصلاح شده مي باشد. با توجه به عدم قابليت فرايند دهي نشاسته در حالت مذاب به علت سوختگي نياز به استفاده از مجموعه اي از تركيبات شيميايي است كه بتوانند در كنار هم مانع سوختگي و همچنين تنظيم استحكام و ميزان آب دوستي محصول شوند. همچنين نياز به تعيين شرايط فرايندي دقيقي مي باشد تا از ايجاد تغيير رنگ و سوختگي و در نتيجه بوي نامناسب در محصول جلوگيري صورت بگيرد. محصول توليدي با استفاده از فرمولاسيون ادعا شده مي تواند با استفاده از دستگاه هاي فيلم دمشي موجود در بازار تبديل به فيلم ها با ضخامت 20 الي 100 ميكرون شوند و جايگزين حجم وسيعي از فيلم هاي پلي اتيلني و پلي پروپيلني موجود در بازار و صنايع بسته بندي شوند.

مقاومت بالاي مواد پليمري مرسوم به تخريب در خاك و آب باعث ايجاد آلودگي هاي زيست محيطي فراواني در درياها و تفرجگاه ها شده است. وجود ضايعات و زباله هاي فراوان پليمري و همچنين وابستگي به منابع فسيلي باعث شده است تا توجهات به سمت توليد پلاستيك هاي زيست تخريب پذير از منابع تجديد پذير معطوف شود.با در نظر گرفتن مسائل اقتصادي وهمچنين در دسترس بودن، نشاسته و نشاسته اصلاح شده يكي از مناسب ترين گزينه ها در زمينه توليد پلاستيك هاي زيست تخريب پذير مي باشد. با توجه به عدم قابليت فرايند دهي نشاسته در حالت مذاب به علت سوختگي نياز به استفاده از مجموعه اي از تركيبات در قالب فرمولاسيون است كه بتوانند در كنار هم علاوه بر ايجاد قابليت فرايند پذيري سبب تنظيم استحكام و ميزان تخريب پذيري محصول شوند. محصول توليد شده از فرمولاسيون ادعا شده در اين اختراع مي تواند با استفاده از دستگاه هاي موجود در بازار، تزريق يا اكسترود شود و جايگزين حجم وسيعي از قطعات و يا صفحات پلي اتيلني و پلي پروپيلني موجود در بازار شوند. قطعات توليد شده از فرمولسيون ادعايي در اين اختراع، داراي قابليت تخريب پذيري در آب و خاك هستند و مي توانند در زمان بسيار كوتاهي (1 ساعت الي 6 ماه) در محيط آبي و خاكي تجزيه شوند كه اين مسئله مي تواند در كاهش حجم زباله ها بسيار مفيد باشد.

نگراني هاي زيست محيطي در سالهاي اخير نسبت به زباله هاي پليمري كه ماندگاري بالايي در محيط دارند و همچنين وابستگي پليمر هاي سنتزي مرسوم به منابع فسيلي باعث شده است تا توجهات به سمت ايجاد زيست تخريب پذيري در پلاستيك ها (پليمر هاي سنتزي گرمانرم) و همچنين استفاده از منابع تجديد پذير معطوف شود. يكي از متداول ترين روش ها در ايجاد زيست تخريب پذيري در پليمر هاي سنتزي متداول مانند پلي اتيلن، پلي پروپيلن و پلي استايرن تركيب كردن آنها با يك پليمر طبيعي مانند نشاسته است. استفاده از تركيبات بر پايه نشاسته به دليل صرفه اقتصادي و فراواني آن به عنوان پليمري تهيه شده از منابع تجديد پذير مورد توجه قرار گرفته است كه جهت تنظيم خواص مكانيكي و مقاومت محيطي در برابر شرايطي مانند رطوبت و حضور آب مي توان از نسبت هاي مختلفي از پليمر طبيعي و پليمر سنتزي استفاده كرد. استفاده از اين روش هرچند مي تواند كمك زيادي به كاهش زمان تخريب محصولات تهيه شده انجام دهد ولي مشكل باقي ماندن بخشي از پليمر سنتزي پس از تخريب كامل بخش طبيعي آن در زمانهاي طولاني باقي است. روش ديگري كه مورد بهره برداري قرار گرفته است استفاده از افزودني هايي با قابليت تخريب زنجيره هاي پليمري مرسوم مانند پلي اولفين ها و اكسايش و شكست آنها در شرايط محيطي يا حضور ميكروارگانيسم ها است. ولي وابستگي به منابع فسيلي در اين روش همچنان باقي مي ماند و همچنين زمان تخريب در مقايسه با پليمر هاي طبيعي مانند نشاسته بالا خواهد بود. فرمولاسيون ادعا شده در اين اختراع مي تواند مشكلات مربوط به تخريب پذيري و همچنين وابستگي به منابع فسيلي را به صورت همزمان برطرف نمايد. دراين اختراع با ارائه فرمولاسيوني حاوي پليمر طبيعي، پليمر سنتزي، تركيبات اكسا تخريب پذير كننده و ساير افزودني هاي مورد نياز جهت فرايند كردن، محصولي ارائه شده است كه داراي قابليت بالايي در تخريب پذيري و وسعت شرايط محيطي جهت تخريب است. پليمر طبيعي استفاده شده در اين فرمولاسيون مي تواند در زمانهاي كوتاه در اثر حضور رطوبت، ميكروارگانيسم ها ، تابش نور و ساير شرايط محيطي تخريب شود و پليمر گرمانرم نيز در اثر حضور پليمر طبيعي و همچنين استفاده از افزودني هاي اكسا تخريب پذير كننده همراه با بخش گياهي فرمولاسيون شروع به تخريب مي كند. در نتيجه مي توان محصولاتي با قابليت تخريب پذيري كامل ، مقاومت آب كنترل شده و خواص مكانيكي قابل تنظيم داشت. اين اختراع مي تواند در زمينه كليه قطعات تزريقي ، فيلم هاي پليمري و محصولات توليد شده از فرايند اكستروژن (انواع ورق ها، پروفيل ها و ترموفرم) مورد استفاده قرار بگيرد و تجهيزات مرسوم موجود در بازار جهت توليد اين فرمولاسيون مي تواند مورد استفاده قرار بگيرد. استفاده از فرمولاسيون اين اختراع مي تواند تاثير بسياري در كاهش مضرات استفاده از پلاستيك ها در محيط زيست داشته باشد. فرمولاسيون اين اختراع در مقايسه با پليمر هاي تخريب پذير مرسوم مانند پلي لاكتيك اسيد و پلي كاپرولاكتون داراي هزينه توليد بسيار پايين تري هستند و همچنين امكان توليد آن در داخل كشور وجود دارد.

مهندسي بافت علمي است كه بر اساس تعامل ميان رشته هاي مختلف و تركيب علومي مانند مهندسي پليمر، بيولوژي، ايمني شناسي و جراحي پيشرفت مي كند. در اين اختراع هدف طراحي و ساخت داربستي با ساختار نانوليفي حاوي زيست پليمرهاي ژلاتين و گليكوز آمينو گليكان جهت كاربرد در مهندسي بافت بوده است. مناسب ترين حلال براي حل كردن و تهيه محلول هاي يكنواخت از پليمر هاي طبيعي مانند ژلاتين و گليكوز آمينو گليكانها آب است ولي متاسفانه اين سامانه به دليل ژل شدن پليمرها در آب در اثر برهمكنش هاي درون مولكولي و برون مولكولي قابليت ريسندگي در شرايط محيطي را ندارد. به همين منظور از TFE به عنوان حلالي مناسب براي الكتروريسي ژلاتين استفاده شده است. هرچند TFE حلال بسيار مناسبي براي ژلاتين شناخته مي شود ولي قابليت حل كردن كندروايتين سولفات را ندارد. بنابراين از سيستم حلال شامل آب و TFE استفاده شده است. ميزان حل شدن كندروايتين سولفات در سامانه حلال TFE و آب كاملا وابسته به نسبت استفاده شده در سامانه حلال است. داربست نانوليفي تهيه شده مي تواند در پاسخ به نياز روز افزون جايگزيني بافت هاي آسيب ديده مورد استفاده قرار بگيرد. يكي از روش ها شامل كاشت سلول بر روي داربست سه بعدي يا دو بعدي زيست تخريب پذيراست كه اين داربست نقش يك زمينه خارج سلولي مصنوعي را ايفا مي كند. همچنين امكان استفاده از اين ساختار نانوليفي بدون سلول و با استفاده از مهاجرت سلول هاي بافت هاي مجاور نيز وجود دارد.

زمينه : كاربرد پليمر در دارورساني كنترل شده در اين اختراع ، ساخت ميكروكپسول هاي حاوي داروي فعال عصبي گزارش مي شود كه قابليت رهايش كنترل شده مواد فعال عصبي مورد مصرف در تهيه كانال هاي هدايت عصب را داشته و با توجه به طراحي انجام شده قادرند محتواي خود را در زمان هاي مختلف پس از قرار گرفتن در محيط رهايش، آزاد كنند. به دليل استفاده از بستر پليمري زيست تخريب پذير و زيست سازگار، عامل فعال بارگذاري شده به طور كنترل شده آزاد مي گردد. اين ميكروكپسول ها به تنهايي و يا با بارگذاري در بستر يك بيو هيدروژل مانند آگار مي توانند براي تسريع رشد اكسون ها بكار روند. ميكروكپسول‌هاي ﭘﻠﻴﻤﺮي بر پايه PCL با داروي فعال عصبي كروسين به ميزان 5 تا 15 درصد وزني پليمر ﺑﺎرﮔﺬاري ﺷﺪﻧﺪ . در ﺳﺎﺧﺖ ميكروكپسول‌ها، از روش اﻣﻮﻟﺴﻴﻮن دوﮔﺎﻧﻪ و ﺗﺒﺨﻴﺮ ﺣﻼل اﺳﺘﻔﺎده ﺷﺪ. ﺗﺎﺛﻴﺮ ﻣﺘﻐﻴﺮﻫﺎي ﻣﺨﺘﻠﻒ ﻣﺎﻧﻨﺪ دور ﻫﻤﮕﻦ ساز، ميزان PVA در امولسيون اوليه و ثانويه و ﻏﻠﻈﺖ داروي ﺑﺎرﮔﺬاري ﺷﺪه ﺑﺮ روي اﻧﺪازه ذرات و ﻛﺎرآﻣﺪي ﺑﺎرﮔﺬاري دارو ﻣﻮرد ﺑﺮرﺳﻲ ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺖ. در تهيه ميكروكپسول ها از مواد فعال در سطح استفاده نشده وسميت كمتري نسبت به نمونه هاي مشابه دارند. ﺑﺎ اﺳﺘﻔﺎده از دﺳﺘﮕﺎه SEM، مورفولوژي نمونه‌ها به ﺧﻮﺑﻲ ﺑﺮرﺳﻲ ﺷﺪ. نتايج رهايش دارو نشان داد كه ميكروكپسول ها قادرند حدود 30 تا 50 درصد از محتواي خود را تا حدود 300 ساعت پس از قرارگيري در محيط رهايش آزاد كنند. آزﻣﻮن MTT و كاشت سلول‌هاي فيبروبلاست موشي L929 عدم سميت ميكروكپسول‌هاي داراي داروي كروسين را نشان داد. براي سهولت بارگذاري ميكروكپسول هاي تهيه شده در كانال هاي هدايت عصب، اين ذرات در يك هيدروژل مناسب مانند آگار بارگذاري شدند و اﻟﮕﻮي رﻫﺎﻳﺶ آنﻫﺎ ﻣﻮرد ﺑﺮرﺳﻲ ﻗﺮار ﮔﺮﻓﺖ. همچنين با استفاده از آزمون رئولوژي مشخص گرديد كه نمونه‌ها مدول ذخيره اي حدود Pa 1000-2000 داشتند كه نشان از مناسب بودن مدول نمونه براي رشد اكسون‌ها است.

‏ساخت داربست هاي پليمري كه داراي ساختاري متخلخل با ريز ساختار مناسب باشند اولين مرحله از ترميم ‏بافت هاي آسيب ديده نظير پوست، استخوان، عروق و .... با استفاده از مهندسي بافت مي باشد. پليمر هاي قابل حل در آ‏ب گروه مهمي از پليمر هاي زيست سازگار و زيست تخريب پذير را تشكيل مي دهند كه گزارشات ‏زيادي در مورد استفاده ا‏ز آنها براي تهيه داربست منتشر شده است. در اين اختراع از روش تركيبي شستشوي نمك و جدايش فازي به عنوان روشي جديد جهت تهيه داربست هاي پليمري از پليمر هاي محلول در آب استفاده شده است. يكي ا‏ز مشكلات موجود در داربست هاي تهيه شده از اين پليمر ها با روش هاي مرسوم مانند ‏جدايش فازي، پايين بودن ميزان بهم پيوستگي حفرات است كه سبب جلوگيري از نفوذ مناسب سلول ها و مواد ‏غذايي به داخل حفرات مي شود. در اين روش ابتدا ‏با استفاده از روش شتشوي نمك حفرات اوليه در ساختار پليمر القا مي شوند و سپس با استفاده از جدايش فازي ديواره هاي حفرات ايجاد شده در مرحله قبل مجدد متخلخل مي شوند لذا ساختار هاي تهيه شده از روش مورد ادعا، علاوه بر ميزان تخلخل بالا داراي بهم پيوستگي مناسب بين حفرات نيز مي باشد.

در اين اختراع از اتصال غشائي الاستومري به داربست هاي پليمري، تهيه شده جهت ترميم جراحات پوستي، براي بهبود خواص آن استفاده شده است. با توجه به نياز به استحكام كششي و تخلخل مناسب براي يك زخم پوش و كاهش استحكام مكانيكي با افزايش تخلخل، اين غشاء الاستومري مي تواند به داربست هاي تهيه شده استحكام ببخشد و امكان استفاده از تخلخل هاي بالا را فراهم آورد. اين غشاء علاوه بر بهبود استحكام مكانيكي با كنترل كردن ميزان عبور آب از خشك شدن سطح زخم و همچنين ورود عوامل عفونت زا به داخل زخم جلوگيري مي كند. به علت شفافيت غشاء استفاده شده فرآيند بهبود نيز به راحتي قابل پيگيري مي باشد.

در اين اختراع از جايگزيني حلال در داحل حفرات داربست در زمان و فشار متفاوت به عنوان روشي جديد جهت اندازه گيري ميزان بهم پيوستگي حفرات كه از ويژگي هاي مهم و تأثيرگذار داربست ها مي باشد استفاده شده است. براي تعيين ميزان جايگزيني حلال از روش وزن سنجي استفاده شد كه با استفاده از رابطه زير مي توان ميزان تخلخل را در هر زمان و فشار محاسبه كرد: Porosity=(Ww-Wd)(Ww-Wl)*100% با نسبت گرفتن از تخلخل به دست آمده بعد از 30 دقيقه در فشار محيط و تخلخل به دست آمده بعد از 24 ساعت غوطه وري در خلاء به عنوان تخلخل واقعي داربست مي توان پارامتر بهم پيوستگي بين حفرات را به صورت زير تعريف كرد: (I.P)=(Ww-Wd)/(Ww-wl)30min/(Ww-Wd)/(Ww-Wl)24h

ساخت داربست مناسب براي ترميم بافت پوست با قابليت ترميم ضخم تمام ضخامت همواره مورد توجه بوده است. در اين اختراع هدف طراحي و ساخت داربست پليمري با ساختار نانوليفي و چند لايه با قابليت تنظيم ضخامت جهت كاربرد در باز سازي جراحات پوست مي باشد. به دليل خواص مناسب بيولوژيكي زيست پليمر هاي ژلاتين و كندروايتين سولفات و خواص مكانيكي، ريسندگي مناسب، عدم سميت و سرطان زايي، دارابودن محيط آبدار و توانايي محافظت از سلول ها و خواص زيست سازگاري بالاي پلي وينيل الكل از يك سامانه سه جزئي در اين اختراع براي ساخت داربست استفاده شده است. مناسب ترين حلال براي حل كردن و تهيه محلول هاي يكنواخت از پليمرهاي طبيعي مانند ژلاتين و پلي ساكاريد هايي مانند كندروايتين سولفات، آب است ولي متاسفانه اين سامانه به دليل ژل شدن پليمرها در آب در اثر برهمكنش هاي درون مولكولي و برون مولكولي قابليت ريسندگي در شرايط محيطي را ندارد. به همين منظور در اين اختراع از يك سامانه حلالي ايمن و اقتصادي شامل تركيبي از آب و اسيد استيك استفاده شده است. داربست نانوليفي چند لايه تهيه شده مي تواند در پاسخ به نياز روز افزون جايگزيني بافت هاي آسيب ديده مورد استفاده قرار بگيرد. نتايج بررسي هاي انجام شده در فاز حيواني نشان داده است كه داربست هاي تهيه شده در اين اختراع قابليت مناسبي براي باز سازي جراحات پوستي تمام ضخامت دارند. همچنين امكان استفاده از اين ساختار نانوليفي چند لايه بدون سلول و با استفاده از مهاجرت سلول هاي از بافت هاي مجاور وجود دارد. فرايند استفاده شده در ساخت داربست در اين اختراع داراي قابليت مناسبي جهت تجاري سازي و توليد در مقياس بالا دارد.