فيلم هاي پليمري متخلخل با اندازه حفرات در رنج ميكرومتر و زير ميكرومتر در سالهاي اخير به شدت براي استفاده از آنها براي غشاء هاي جدايش و خالص سازي، محافظ جامد در سنسورها و كاتاليست ها، داربست ها در مهندسي بافت و غيره مورد استفاده قرار گرفته اند. يكي از روش هايي كه اخيراً روي آن تلاش هاي زيادي شده است، روش قالب گيري است؛ كه روشي ساده با هزينه مصرفي پايين و بدون نياز به امكانات محدود مي باشد. در اين روش، يك ماده با ساختار ويژه به عنوان قالب استفاده مي شود و سپس بر روي محصول الگوي ساختماني تعريف شده ايجاد مي شود. بررسي ها نشان داده است كه روش قالبگيري در حال حاضر با مشكلات اقتصادي و حفاظت محيطيدر توليد قالب ها رو به رو است و همچنين براي رسيدن به انواع ساختار مورد نياز و يا تركيبي از زيرلايه هايي كه مي توانند به عنوان قالب هاي هدايتگر مورد استفاده قرار گيرند، چالش هايي وجود دارد. با توجه به آنچه اشاره شد در اين اختراع قالب هاي متخلخل از نشاسته سيب زميني به منظور ساخت داربست هاي سراميكي و برخي از انواع داربست هاي پليمري تهيه شده است. از آنجاييكه نشاسته سيب زميني،يك بيومتريال طبيعي، بسيار قابل دسترس، ارزان، سازگار با محيط با قابليت فراينددهي آسان مي باشد، لذا، در اين پژوهش قالب هاي متخلخل سه بعدي ازنشاسته سيب زميني با متوسط اندازه تخلخل686/27 ميكرومتر و درصد تخلخل حدود 5/73% به منظور تهيه داربست هاي مهندسي بافت با اندازه حفرات مزو يا ماكرو طي فرايند سل-ژل توليد شده است.

داربست لوله اي شكل گرادياني از الياف نانومتري PLA و ژلاتين تهيه شده به روش الكتروريسي جهت استفاده در مهندسي بافت رگ در سالهاي اخير پليمرهاي زيست تخريب پذير سنتزي و طبيعي كاربردهاي فراواني در پزشكي شامل نخ بخيه، انتقال دارو و همچنين داربست هاي تخريب پذير براي ترميم بافت هاي آسيب ديده پيدا كرده اند. درميان پليمرهاي سنتزي گروه پلي آلفا هيدروكسي اسيد ها شامل پلي لاكتيك اسيد ، پلي گلايكوليك اسيد و همچنين كوپليمر آنها يكي از پركاربردترين مواد براي ساخت داربست جهت ترميم بافت هاي آسيب ديده هستند. از موارد استفاده اين مواد مي توان به بازسازي پوست،پيوند رگ و ابزار ثابت كردن استخوان اشاره كرد. مواد حاصل از تخريب اين مواد به راحتي از چرخه متابوليك بدن حذف مي شوند. مطالعات زيادي كه تا كنون بر روي اين پليمرهاي سنتزي انجام شده است نشان داده است كه مهمترين نگراني در مورد اين دسته از مواد سنتزي خاصيت آبگريزي آنهاست كه براي چسبندگي مستقيم سلول ها رشد آنها مناسب نيست. اين موضوع در داربست ها و مهندسي بافت از اهميت بسيار بالايي برخوردار است. به همين دليل بايد شرايطي را فراهم كرد كه چسبندگي اوليه سلول ها به داربست و همچنين رشد آنها با مشكل مواجه نشود. از جهت ديگر ژلاتين بدليل آبدوستي، ژيست تخريب پذيري و چسبندگي سلولي بسيار مناسب اش يكي از گزينه هاي بسيار مناسب براي ساخت داربست هاي مهندسي بافت است. چون به راحتي سلول ها به آن مي چسبند و روي آن رشد مي كنند. در مطالعاتي كه تا كنون بر روي ژلاتين انجام شده است دو مورد از مهم ترين مشكلات ژلاتين خواص مكانيكي ضعيف و سرعت بالاي تخريب آن در محيط بدن مي باشند. ژلاتين نسبت به پليمرهاي مرسوم مورد استفاده در ساخت داربست هاي مهندسي بافت خواص مكانيكي ضعيف تري دارد كه براي پشتيباني از سلول هاي در حال رشد بر روي داربست كافي نيست. براي برطرف كردن اين موضوع مهندسان بيومتريال ساختار ميميك جديدي كه شباهت ساختاري با ماريكس خارج سلولي دارد طراحي كرده اند. به اين صورت كه توسط فرآيند الكتروريسي با يك پليمر سنتزي مثل پلي لاكتيك اسيد و هچنين يك پليمر طبيعي آبدوست مثل كلاژن يا ژلاتين، فيبرهاي نانومتري با ساختاري بسيار مشابه با ساختار طبيعي ماتريكس خارج سلولي توليد مي شود. مورفولوژي الياف بين 10 تا چند صد نانومتر اين فرآيند، نسبت به ساير روش هاي توليد داربست هاي مهندسي بافت ساختاري بسيار مشابه تر به ماتريكس خارج سلولي توليد مي كنند. در اين پروژه نانوالياف دو پليمر زيست تخريب پذير ژلاتين و پلي لاكتيك اسيد ،با غلظت هاي مختلف، به شكل لوله اي توليد شدند. هدف از توليد اين داربست هاي لوله اي شكل استفاده در مهندسي بافت رگ بوده است. در ادامه تلاش شد با طراحي ساختار هاي جديد داربستي با خواصي بهينه كه هم خواص چسبندگي ژلاتين و همچنين استحكام و سرعت تخريب كنترل شده تر پلي لاكتيك اسيد را دارا باشد، توليد شود. اين داربست ها به شكل لوله اي توليد شدند و خواص مكانيكي- استحكام كششي آنها مورد بررسي قرار گرفت.

اين اختراع شامل ساخت كامپوزيت نشاسته-نانوالياف فيبرويين پوشش داده شده با كلسيم‌فسفات مي‌باشد. جهت ساخت كامپوزيت از تلفيقي از چند روش استفاده شد. ابتدا نانو الياف فيبرويين با روش ترالكتروريسي با قطر 150-350 نانومتر تهيه شد. سپس كامپوزيت نشاسته - نانوالياف فيبرويين با ساختار متخلخل و سه بعدي به روش ريخته‌گري ژل، استخراج ذرات و سپس جابجاي حلال توسط ايزوپروپانول آماده‌سازي شد. در نهايت براي ايجاد پوشش زيست‌فعال كلسيم‌فسفات روي كامپوزيت از روش غوطه‌وري متناوب در محلول‌هاي فوق اشباع CaCl2 و Na2HPO4 استفاده كرديم. نتايج نشان مي‌دهد كه كامپوزيت نشاسته-نانوالياف فيبرويين پوشش داده شده با كلسيم فسفات زيست‌سازگار، زيست فعال و داراي ساختار متخلخل و تخلخل‌هاي به‌هم پيوسته است كه داراي پتانسيل مناسبي جهت كاربرد در مهندسي بافت استخوان به ويژه بازسازي آسيب‌هاي استخواني مي‌باشد.

يكي از مهمترين چالشهاي پيش رو درفرايند ترميم زخمها احتمال ايجاد عفونتهاي باكتريايي است . از طرف ديگر يكي ازشرايط لازم براي تسريع بهيود زخم حفظ محيط مرطوب اطراف زخم است. با اين حال وجود محيط مرطوب احتمال عفونت هاي باكتريايي راافزايش مي دهد. بنابراين درطراحي يك زخم پوش ايده‌آل وجود خاصيت ضدميكروبي در زخم پوش الزامي است. همچنين جذب ترشحات زخم به منظور جلوگيري از تعويض مكرر زخم پوش و جلوگيري ازعفونت هاي باكتريايي بايد مورد توجه قرارگيرد. درحال حاضرزخم پوش هاي مانندگازاستريل در بازار موجود بوده كه توانايي تامين شرايط مذكور را ندارد. دراين ميان داربست‌هاي نانوليفي بر پايه ژلاتين و نشاسته آلدئيد دار حاوي عصاره حنا با خواص ويژه اي مانند زيست سازگاري، زيست تخريب‌پذيري و خاصيت ضد باكتري با كاربرد زخم پوش در حوزه مهندسي بافت پوست تهيه گردد. بررسي خواص زيست سازگاري و خواص ضدميكروب كاربرد نانوالياف‍‌‌‌ هاي مذكور را به عنوان زخم پوش هاي جاذب ضد باكتري عليه باكتري گرم مثبت و گرم منفي تاييد مي نمايد.

اين اختراع شامل تهيه شيشه هاي بيواكتيو با قدرت واكنش پذيري بالا مي باشد كه اين دسته از شيشه ها براي كاربردهاي پزشكي همچون ساخت كاشتني ها و تعويض بافت هاي زنده تعمير و بازسازي بافت هاي آسيب ديده بدن استفاده مي شوند. مزيت پودر شيشه بيواكتيو حاصله سرعت بالاي واكنش هاي سطحي مي باشد كه منجر به پيوند سريع با بافت مي شود.

در اين اختراع شيشه ها بر پايه اكسيد آهن به منظور جزء پودري سيمان هاي گلاس آينومر براي كاربردهاي ارتوپدي تهيه شده است. در فرمولاسيون اين شيشه ها براي اولين بار به منظور رفع سميت عصبي يون هاي آهن به جاي يون هاي آلومينيوم جايگزين شده است. سيمان هاي جديد گلاس آينومر بر پايه ي اكسيد آهن را مي توان براي كاربردهاي ارتوپدي و جراحي هاي اعصاب - اتولوژي جمجمه استفاده كرد.