امروزه مهندسي بافت استخوان جايگاه ويژه¬اي در ترميم آسيب¬هاي استخواني پيدا كرده است و محققان اين حوزه به دنبال تهيه و ارتقاي داربست¬هاي زيست فعالي هستند كه تشكيل بافت را با مسير تمايز سلولي تسهيل كرده و قابليت القاي استخوان¬سازي و رگ¬زايي داشته باشد. نانوالياف و هيدروژل¬ها هر يك به دليل تقليد مناسبي كه از ماتريس طبيعي استخوان دارند، به طور گسترده اي به عنوان داربست مورد استفاده قرار گرفته اند، با اين حال هر يك داراي محدوديت¬هايي ازجمله خواص مكانيكي ضعيف هيدروژل و نفوذ سلولي محدود به دليل ايجاد محيط دو بعدي توسط نانوالياف، هستند. روش¬هاي اخير از كامپوزيت هاي نانوليف/ هيدروژل به منظور غلبه بر اين محدوديت ها استفاده كردند. لذا در اين اختراع ابتدا رزوواستاتين¬كليسم به عنوان داروي استخوان¬زا درون نانو¬ذرات سيليكون بارگذاري شد. در ادامه جهت بهبود پروفايل رهايش، نانوذرات سيليكون حامل دارو توسط فرآيند الكتروريسي درون نانوالياف PLA قرار گرفتند. نانوالياف حاوي نانوذرات سيليكون توسط فرآيند آمينكافت خرد شده و درون بستر ژلاتيني جهت ايجاد كامپوزيت نانوليف/هيدروژل توزيع شدند. كامپوزيت نهايي توسط جنيپين اتصال عرضي شد. آزمون¬هاي صورت گرفته نظير مورفولوژي، خواص مكانيكي، پروفايل رهايش، سميت و چسبندگي سلولي نشان داد كه داربست تهيه شده مي¬تواند براي كاربردهاي مهندسي بافت استخوان مورد استفاده قرار گيرد.

بافت استئوكندرال بر اثر عوامل مختلف دچار آسيب مي شود. بدليل شرايط بيولوژيك خاص، ترميم طبيعي آن با مشكلاتي روبروست. مهندسي بافت، بوسيله ي زيست مواد و عوامل زيست فعال، سعي در فراهم آوردن شرايط مناسب جهت تسريع ترميم و باززايي اين بافت دارد. تقليدزيستي ماتريس خارج سلولي گرادياني غضروف و ساخت داربستي گرادياني با تقليد از اين ساختار، مي تواند رويكردي مناسب جهت ترميم مؤثر اين بافت باشد. دستيابي به ساختار گرادياني در مقياس ميكرو، با رويكرد چاپ زيستي امكان پذير است. تهيه ي يك جوهرزيستي متشكل از دو زيست ماده ي ژلاتين متاكريلات و آگاروز، يك هيدروژل با قابليت شبكه اي شدن دو مكانيزميِ حرارتي-نوري را فراهم مي كند. فرايند شبكه اي شدن درجاي هيدروژل تركيبي با كاهش دما تا زير ℃35 و سپس تابش فرابنش صورت مي گيرد. طراحي داربستي چند لايه با تنظيم نسبت هاي مختلف دو ماده، دستيابي به ساختاري گرادياني متشكل از 4 لايه را ممكن ساخته، به شكلي كه يك سطح مناسب استخوان زايي و ديگري مخصوص غضروف زايي باشد. بررسي خواص داربست هيدروژلي در هر لايه، حاكي از قرار گرفتن مدول الاستيك لايه ها در محدوده ي kPa 75-6 (بازه ي تحريك مكانيكي استخواني و غضروفي)، خواص تخلخلي مناسب (تا 97%) و تورم بالا (تا 750%) بود. آزمون انكپسولاسيون سلول هاي بنيادي چربي انجام شده و بررسي خواص زيستي لايه هاي مختلف، نشان از زيست سازگاري قابل قبول (ميانگين زنده ماني 91%) اين داربست داشت.

‏اختراع ارائه شده دستكاه ساخت ميكرو كپسرلهاي هيدروژلي است كه حاوي سلول هاي درماني مي باشند. زمينه تخصصي و كاربردي اين وسيله در پزشكي، مهندسي بافت و سلول درماني است چرا ‏كه در سلول درماني نياز به حامل هاي هيدروژني باابعاد ميكروني است كه بتوانند بدون آسيب به سلول ، سلول ها را به بدن منتقل كنند تا به بافت هدف برسد. در تكنولوژي سلول در ماني كه زير مجموعه ا‏ز مهندسي بافت است، جهت كاربردي شدن نهايي اين تكنولوژي علاوه بر ساير ملزومات ، نياز به اين ابزاري است كه بتواند در شرايط كلينيكي سلول ها را ‏انكپسوله نمايد. ا‏ز اين رو نيازبه ابزار و يا دستگاهي است كه بتواند سلول ها را درون حامل هاي هيدروژلي مناسب با كمترين آسيب قرار دهد.ا‏ز آنجائي ابعاد ميكرو كپسولها جهت كاربردو كاراني آنها و همچنهين زند ه ماند ن سلول ها درون بدن و تغذيه آنها بسيار حائز اهميت است، در اين طراحي به اين نكته توجه ويژه است و تاكيد بر قابليت كنترل ابعاد ببوده است به طوري كه از طريق كنترل پارامتر ورودي سيستم كه فشار خلا مي باشد مي توان رنج مطلوب ابعاد را ايجاد نمود.

دستگاه آزمون فرورفت براي نمونه هاي نرم سامانه اي ساده به منظور محاسبه مدول الاستيكِ نمونه هاي نرم، كه به طور مثال در علم زيست مواد مورد استفاده قرار مي گيرند مي باشد. اين نمونه ها معمولاً داراي نرمي بسيار بالا و مدول الاستيك بسيار پايين مي باشند، در نتيجه استفاده از دستگاه هاي آزمون خواص مكانيكي معمول مانند كشش و فشار براي محاسبه مدول الاستيك، مناسب نبوده و خطاي بالايي را ايجاد مي كند. در اين روش نيز مانند ساير روش هاي آزمون مكانيكي از ميزان فرورفتگيِ يك فرورونده ي مشخص در نمونه ها استفاده مي شود. با اين تفاوت كه هيچ نيروي خارجي اي از طريق موتور الكتريكي به فرورنده اعمال نمي شود و تنها نيروي وزن فرورنده باعث ايجاد فرورفتگي مي گردد. اين امر باعث مي شود تا نيروي فرورونده به حداقلِ خود رسيده و براي نمونه هاي نرم و با مدول الاستيك پايين مانند بافت هاي طبيعي بدن مناسب شود. اساس كار اين دستگاه بدين صورت است كه ميزان فرورفتگي يك فرورونده در نمونه را محاسبه مي كند و با قرار دادن آن در فرمول زير مدول الاستيك را بيان مي نمايد. ((E=(3 ×(1-γ^2 )×F)/(4×h^(1/5)×r^(0/5 كه در آن ɣ ضريب پواسون، F نيروي وزن گوي، h عمق فرورفتگي گوي درون نمونه و r شعاع گويِ فرورونده مي باشد. ضريب پواسون در غالب موارد براي هيدروژل ها و بافت هاي بدن 0/5 در نظر گرفته مي شود.