با توجه به افزايش ميانسالي جمعيت ما ، نگراني از نواقص استخواني و يافتن مواد جايگزين بافت سخت به سبب فقدان مواد اتوگرافت و ريسك بيماري زايي الوگرافت در حال افزايش است. بنابراين استفاده از تكنيك هاي مهندسي بافت استخوان افق جديدي را در درمان گشوده است. چندين فاكتور كليدي در مهندسي بافت استخوان نقش بازي ميكنند 1- داربست 2- سلول هاي استئوژنيك 3- سيگنال هاي مورفوژنيك. طراحي داربستي با ويژگي هاي مكانيكي لازم و ساختمان مناسب كه اتصال سلول ها، تشكيل و رشد بافت جديد را توسعه دهد يكي ازچالش هاي كليدي در مهندسي بافت است. در مهندسي بافت داربست هاي متخلخل، سه بعدي و قابل جذب كه با فاكتورهاي رشد تهييج شده تا راهنمايي براي اتصال سلول ها ، تمايز و تكثير آنها و در نهايت توليد بافت باشد ضروري است. براي حل اين مشكل ما درصدد برآمديم داربستي سراميكي سه بعدي متخلل با خصوصيات ) Osteoconductionراهنمايي براي رشد استخوان جديد) ، Osteoinduction )تحريك تبديل سلول هاي غير تمايزي به سلول هاي استخواني) ، مقاومت مكانيكي هماهنگ با بافت استخوان (نمودار2) و منافذ به هم مرتبط طراحي كنيم( شكل 1) كه علاوه بر دارا بودن رشته هاي فيبرين ، فاكتورهاي رشد موثر در استخوان سازي را نيز دارا باشد طراحي كنيم. مطالعات زيادي در اين باره صورت گرفته است اما داربست هاي متخلخل مقاومي كه تاكنون طراحي شده تمامي فاكتورهاي لازم را دريك كامپوزيت نداشته است. آقاي Hyoun-Ee Kim) (US 7416564 B2 داربست متخلخل سه بعدي با سه لايه به ترتيب زيركونيا ((ZrO2 ، فلوروآپاتيتFA)) و هيدروكسي آپاتيت(HA) با روش Powder Slurry Replication ساخت شكلB) 1وA1) .از آنجا كه حضور فاكتورهاي رشد موثر در استخوان سازي باعث افزايش سرعت و تراكم تجديد استخوان ميشوند ما منافذ داربست را با پلاكت غني از پلاسما (PRP) تيمار كرديم. PRP داراي فاكتورهاي رشد مختلفي مانند فاكتور رشد مشتق از پلاكت (PDGF) ، TGF- β و فاكتور رشد اندوتليال عروقيVEGF) ) و فاكتور رشد اپيتليال (EGF) است كه نقش مهمي در تجديد استخوان بازي ميكنند. از طرفي استئوبلاست ها معمولا سلول هاي بدون حركتي هستند و مسافتي بيش از 0.4mm را جا به جا نميشوند.PRP موجب افزايش شبكه فيبريني و حركت استئوبلاست ها در طول اين شبكه فيبريني شده و در نتيجه تشكيل استخوان را تسريع ميكند. براي حفظ فعاليت فاكتورهاي رشد و تدريجي آزاد شدن آنها از هپارين سولفات HS)) استفاده كرديم. HS يك گليكوزآمينوگليكان سولفاته شده است كه در ماتريكس خارج سلولي حضور دارد و داراي گيرنده براي فاكتورهاي رشد ميباشد و با اتصال به فاكتورهاي رشد موجود در PRP بسترمناسبي براي ذخيره و افزايش دسترسي طولاني سلول ها به آنها را فراهم ميكند.

بازسازي بافت هاي از دست رفته تحت عنوان مهندسي بافت به عنوان راهكار درماني جهت غلبه بر مشكلات پيوند مورد توجه است. پلاسما غني از پلاكت (PRP) يك منبع غني از فاكتورهاي رشد مي باشد. مطالعات نشان داده است داربست PRPبه تنهايي كاملا شباهت به ماتريكس خارج سلولي (ECM) ندارد و فاقد پروتئين هايي مانند كلاژن كه نقش مهمي در ماتريكس خارج سلولي دارد، است. اختراع حاضر جهت بهينه سازي داربست PRP است كه در حضور غشاء پوست تخم مرغ (ESM) شباهت بيشتري به ECM داشته و حمايت بيشتري از سلول مي نمايد. ESM از فيبرهاي پروتئيني عمدتا كلاژني تشكيل شده است كه به صورت شبكه اي و يا داربستي خود را نشان مي دهد. با توجه به شباهت داربست PRP/ESM به ECM از جهت وجود منافذ و شبكه اي از فيبرهاي پروتئيني، مي توان از آن به عنوان يك بستر مناسب جهت حمايت، رشد، تكثير و مهاجرت سلول ها نام برد. در يك نگاه با توجه به ويژگي هاي مهم داربست PRP/ESM ميتوان به پتانسيل درماني آن نگاه جدي تري داشته باشيم و در درمان بيماري هايي همچون بيماري هاي التهابي، پوستي و همچنين نقص هاي غضروفي و استخواني مورد استفاده قرار گيرد.

دستگاه چاپگر سه بعدي دستي توان چاپ داربست و سلول را در مكان ضايعه در حين فرايند جراحي فراهم مي اورد. از انجايي كه معمولا محل ضايعه نامنظم مي باشد، لذا پيش ساخت داربست به شكل ضايعه پيچيده است و امكان جاگذاري آن در مواردي كه دهانه ضايعه كوچك است (نظير تومرهاي عميق استخواني) سخت و همراه با برداشت بافت سطحي مي باشد. با كمك اين دستگاه، بجاي پيش ساخت، داربستها به صورت مايع و به همراه سلول در زمان جراحي در محل پليمريزه و ژلاتينه شده و شكل محل ضايعه را بخود مي گيرند. اين دستگاه از دو مخزن تشكيل شده است كه قادر به تخليه محتويات خود بطور هم زمان در يك مكان مشترك (نظير حفرات ايجاد شده در اثر آسيبهاي استخواني و يا هر بافت ديگر) است. هر يك از مخازن با مواد مختلفي كه جهت ساختن داربستهاي متفاوت نياز است ، پر مي شود. محتوايات مي تواند شامل سلول نيز گردد. دستگاه مجهز به دو منبع UV و نور معمولي نيز است كه مي تواند به ترتيب در ايجاد پليمريزيسيون هيدروژل و روشن نمودن مكان آسيب نقش داشته باشد (شكل 1).

يكي از آسيب‌هاي رايج در جهان آسيب‌هاي مفصلي است به همين دليل مهندسي بافت به دنبال راه حل مناسبي است. داربست ارائه شده از ماتريكس خارج سلولي بافت غضروف و هيدروكسي اپاتيت ساخته شده است كه موجب حفظ تركيبات اصلي بافت شده و بستري مناسب براي فعاليتهاي سلولي است. پاسخهاي مناسب ايمنولوژيك و توانايي بهبود چسبندگي سلولي،حمايت از رشد و تكثير سلولي، اين داربست را جهت استفاده در مهندسي بافت معرفي ميكند. داربست ساخته شده قبل از پيوند در معرض فشار مكانيكي و فاكتور رشد شبه انسولين (IGF-1) قرار ميگيرد و با شرايط بدن سازگار ميشود. استفاده از محركهاي مكانيكي در ساخت بافت مهندسي شده خواص مكانيكي آن را بهبود مي بخشد و موجب رشد بافت، سازمان يابي يكنواخت اجزاء بافت مي شود. IGF-1 نقش مهمي را در بازسازي بافت غضروف برعهده دارد و موجب افزايش توليد پروتئوگليكان ها و افزايش بيان كلاژن نوع ۲ و كاهشMMP13 شده و از تخريب ماتريكس خارج سلولي ممانعت مي كند. اين داربست مهندسي شده از دو جزء غضروفي و استخواني ساخته شده است و شرايط استئوژنيك و كندروژنيك راهمزمان فراهم مي كند كه در درمان بيماري استئوارتريت بسيار كمك كننده مي باشد.