تجويز انسولين از طريق روش خوراكي هدف بسياري از محققين بوده است. با اين وجود زيست فراهمي خوراكي انسولين بسيار ضعيف است. پروتئين‌هاي ماكرومولكول به صورت عادي نمي‌توانند از اپيتليوم روده عبور كنند و در عوض قبل از جذب، در محيط گوارشي تخريب مي‌شوند. سه مانع اصلي سد راه رهايش خوراكي انسولين عبارتند از: 1- آنزيم‌هاي حاضر در محيط گوارشي 2- سد فيزيولوژيك محيط گوارشي 3- خواص فيزيكوشيميايي انسولين محيط گوارشي حاوي موانع آنزيمي مختلفي براي رهايش خوراكي انسولين است. انسولين مي‌تواند توسط آنزيم‌هاي داخل سلولي نظير كاتپسين، فلور باكتريايي لايه مخاطي و سلول‌هاي اپيتليال روده كوچك و همچنين آنزيم‌هاي پروتئوليتيك معده و لومن روده نظير پپسين، تريپسين و كايموتريپسين تخريب شود. اين آنزيم‌ها داروهاي پروتئيني را دناتوره مي‌كنند. از طرفي سلول‌هاي اپيتليال دستگاه گوارش به خوبي به هم متصل شده‌اند و سطح خارجي اپيتليوم روده توسط مخاط و گليكوكاليكس پوشيده شده است و درنتيجه از عبور انسولين و جذب متعاقب آن جلوگيري مي‌كند. شعاع تخلخل مخاط روده‌ي كوچك حدود 7 الي 15 آنگستروم است و مانعي مهم براي انتقال ماكرومولكول انسولين محسوب مي‌شود. مولكول‌هاي انسولين در غلظت‌هاي بالاتر از nM 100 مي‌توانند تجمع يابند. انتقال مونومر انسولين با ابعاد مولكولي حدود 12-14 آنگستروم به پيكربندي هگزامري سبب ايجاد اختلال در عبور از اپيتليوم روده مي‌شود. همچنين دما، حلال‌ها و افزودني‌ها مي‌توانند ساختار آمينواسيدي اوليه و ساختار سوم انسولين را از بين ببرند. تغيير در بخش‌هاي عاملدار يا بار منفي انسولين بر انتقال آن از روده كوچك موثر است. در pH فيزيولوژيك گروه‌هاي آمين و كربوكسيليك اسيد انسولين كاملا يونيزه شده و سبب ايجاد پيكربندي يوني مزدوج مي‌شوند. اين مساله مي‌تواند جذب بين سلولي انسولين را كاهش دهد مگر اينكه بارها از طريق جفت‌هاي يوني خنثي شوند. درنتيجه، با توجه به ضرورت دستيابي به سامانه‌هاي مادي در اين زمينه، كپسولهاي حاوي ذرات متخلخل سراميكي اكسيد سيليسيوم آمينه مي‌توانند با ايجاد الگويي آهسته رهش سبب افزايش فراهمي زيستي اين داروها و حفاظت از آنها در برابر آسيب‌هاي محيطي شوند.

كانال راهنماي عصب با ساختار اليافي از كامپوزيت هيالورنيك‌اسيد و پلي‌كپرولاكتون كه داراي تخلخل و قطر الياف كنترل شده مي‌باشد، مي‌تواند شرايط ترميم آكسون آسيب ديده در سيستم اعصاب محيطي را بهبود ببخشد. با توجه به تفاوت‌هاي بسيار زيادي كه بافت عصب با ساير بافتهاي بدن دارد و منحصر به فرد بودن ويژگيهاي اين بافت از جمله ترميم بسيار ضعيف و يا عدم ترميم، چالشهاي بسيار زيادي در روند ترميم و بازسازي اين بافت وجود دارد. در بافت عصب محيطي، پس از ايجاد آسيب با توجه به شدت آسيب، امكان جوانه زني مجدد آكسون از انتهاي آكسون آسيب ديده وجود دارد كه در صورت فراهم بودن شرايط محيطي، جوانه رشد كرده و ترميم صورت مي‌پذيرد. از طرف ديگر كانال راهنماي عصب، شرايط محيطي لازم جهت رشد مجدد آكسون آسيب ديده را بهبود بخشيده و رشد مجدد آكسون را جهت دهي مي‌كند. به علاوه، ساختار اليافي جهت دار، علاوه بر جهت دهي به آكسون، با توجه به افزايش مكان هاي تماس با آكسون آسيب ديده عملكرد مطلوبتري در ترميم از خود نشان مي‌دهد و برهمكنش سلول‌ها با سطح كانال را افزايش مي‌دهد. ساختار اليافي مورد نظر به روش الكتروريسي تهيه شده است كه از پلي كپرولاكتون جهت تامين خواص الكتروريسي و مكانيكي مناسب استفاده شد و هيالورنيك اسيد نيز جهت تامين خواص زيستي مناسب در برهمكنش با سلول به آن افزوده شد. تحقيقات نشان داده‌اند سلولهاي عصب در حضور هيالورنيك اسيد (كه از اجزاي اصلي ماتريس خارج سلولي بافت عصب است) رشد بهتري از خود نشان مي‌دهند و باتوجه به نقش موثر هيالورنيك اسيد در بهبود زخم، نظير ايجاد تاخير در تشكيل بافت اسكار گليال در محل آسيب، رشد مجدد آكسون تسريع مي‌شود.

يكي از الزامات براي ساخت داربست‌ها، فراهم‌كردن اكسيژن كافي براي سلول‌هاي موجود در ساختار سه‌بعدي است تا از وقوع نكروز سلول‌ها جلوگيري كند. كلسيم پراكسيد از گروه پراكسيد‌هاي قليايي خاكي، به‌عنوان يك تركيب مناسب براي تامين اكسيژن كافي براي سلول‌هاي درون داربست مطرح شده است. زيرا در اثر هيدروليز كلسيم پراكسيد، هيدروژن پراكسيد توليد شده و سپس مولكول اكسيژن توسط تجزيه هيدروژن پراكسيد آزاد مي‌گردد. اما اندازه بزرگ ذرات كلسيم پراكسيد تجاري (ميكرون به استثناي يك شركت امريكايي) از تعبيه‌كردن ذرات درون داربست‌هاي نانوليفي ،مشابه ماتريس خارج سلولي، جلوگيري مي‌كند. همچنين ابعاد بزرگ و عدم پراكندگي خوب ذرات كلسيم پراكسيد تجاري، مكان‌هاي سطحي براي توليد اكسيژن را كاهش داده و منجر به كاهش واكنش‌پذيري ذرات و توليد اكسيژن مي‌شوند. اما نانو ذرات كلسيم پراكسيد پايدارشده با پليمر مناسب، قابليت تعبيه‌شدن در نانوالياف را دارند، با افزايش نسبت سطح به حجم ذرات و پراكندگي بهتر در مقايسه با ذرات تجاري، نرخ رهايش اكسيژن را افزايش داده و منجر به افزايش راندمان توليد اكسيژن مي‌شوند. به‌منظور افزايش واكنش‌پذيري ذرات و توليد اكسيژن توسط ذرات كلسيم پراكسيد و امكان بارگذاري ذرات درون داربست‌هاي ساخته شده از نانوالياف، هدف اين اختراع كاهش اندازه كريستاليت و بهبود توزيع اندازه ذرات كلسيم پراكسيد از طريق تغيير ميزان فوق اشباعيت موضعي است كه توسط نرخ اضافه‌كردن هيدروژن پراكسيد در طول فرآيند هم‌رسوبي كنترل مي‌شود.

براي ساخت يك داربست بيولوژيكي آنتي¬باكتريال بر پايه پرده آمنيون، محلول همگن پليمري از پرده آمنيون و ژلاتين خوكي و محلول آنتي¬باكتريال حاوي نانوذرات نقره و دندريمر پلي¬پرپيلن¬ايمين نسل2 تهيه و به مدت 24 ساعت تحت فرايند خشكايش انجمادي قرار گرفت. محلول آنتي¬باكتريال افزوده شده به تركيبات اوليه داربست از آن جهت اهميت دارد كه استفاده از پرده آمنيون بصورت تازه با مشكلاتي مثل احتمال انتقال بيماري، عدم امكان ذخيره¬سازي و مشكل بودن جابجايي روبه¬رو است، به همين دليل از اين ماده بصورت خشك¬شده استفاده مي¬شود كه متاسفانه در شرايط خشك¬شده، خواص ضدباكتريايي ذاتي پرده آمنيون كاهش مي¬يابد و در برابر برخي باكتري¬ها تقريباً فاقد اين خاصيت ارزشمند مي¬شود. فوم اسفنجي بدست آمده از فرايند خشكايش انجمادي، كه تحت عنوان داربست بيولوژيكي معرفي شده است، به مدت 24 ساعت تحت بخار گلوتارآلدهيد قرار گرفت تا پيوندهاي عرضي در ساختار ايجاد شده و باعث افزايش استحكام شود. از داربست بدست آمده بررسي¬هاي مورفولوژي قبل و بعد از تخريب توسط ميكروسكوپ الكتروني روبشي، آزمون¬هاي جذب آب تعادلي و محتوي آبي، تخريب، بررسي خواص مكانيكي با استفاده از آزمون كشش تك¬محور، خاصيت ضدباكتريايي، سمّيت و چسبندگي سلولي انجام شد. بر اساس آزمون¬هاي انجام شده داربست طراحي شده داراي قدرت جذب آب بسيار خوب، قابليت حفظ آب تا روزهاي پاياني ترميم زخم و تخريب¬پذيري بالا، رهايش كنترل شده نانوذرات نقره به محيط زخم و در نهايت عدم مشاهده سمّيت سلولي بوده و قابليت استفاده بعنوان جايگزين¬هاي پوستي، بخصوص در زخم¬هاي سوختگي را دارا مي¬باشد.

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.

داربست متخلخل از كامپوزيت هيدروكسي آپاتيت PLGA با روكش پليمر سه قطعه اي براي مهندسي بافت استخوان ساخته شد. نمونه هاي متخلخل طي فرايند تعويض حلال ساخته شده با پليمر سه قطعه اي روكش دهي و با نور UV استريل شدند. سلول هاي بنيادي مزانشيم انساني بر روي داربست ها بذرافشاني شدند مشاهدات SEM حاكي از تشكيل ريز ساختار متخلخل با اندازه حفرات حدود 50 ميكرومتر و حفرات به هم پيوسته مي باشدكه سلول ها در داخل اين ساختار به خوبي چسبيده اند. رنگ آميزي فلورسانس با DAPI نشان دهنده چسبندگي سلول هاي مزانشيم به نمونه هاي داراي روكش و نفوذ سلول ها به داخل حفرات بود. همچنين به منظور بررسي كشندگي سلولي و ميزان تكثير سلول ها بر روي داربست ها، سلول هاي بنيادي مزانشيم انساني بر روي داربست ها بذرافشاني و آزمايش MTT بر روي آنها انجام شد و نشان داد كه تعداد سلولهاي كشت شده بر روي داربست ها (در مقايسه با نمونه هاي كنترل) تفاوت معني داري ندارد. از نتايج به دست آمده استنباط مي شود كه داربست هاي روكش دار شده با پليمر سه قطعه اي بستر مناسبي براي سلول هاي مزانشيم و روش به كار رفته روشي كارآمد در ساخت داربست مهندسي بافت استخوان مي باشد.

با توجه به تفاوت¬هاي بسيار بافت عصب با ساير بافت¬هاي بدن و منحصر به فرد بودن ويژگي¬هاي اين بافت از جمله ترميم بسيار ضعيف و يا عدم ترميم، چالش¬هاي بسيار زيادي در روند ترميم و بازسازي اين بافت وجود دارد. در اين راستا تلاش¬هاي بسيار زيادي در ترميم بافت عصب با استفاده از اصول مهندسي بافت صورت گرفته است. در اين اختراع با ساخت داربست رساناي كامپوزيتي هيدروژل/ نانوالياف شرايط مطلوبي براي رشد و چسبندگي سلول¬هاي عصبي PC12 فراهم گرديد تا اين سلول¬ها بر روي داربست گسترش و رشد يافته و سبب ترميم بافت عصب آسيب ديده گردد. نانوالياف مورد استفاده در اين اختراع از جنس PLA انتخاب شدند. با پيوند زدن كلاژن بر روي سطح نانوالياف PLA مكان¬هاي مناسبي براي رشد و چسبندگي سلول¬ها ايجاد گرديد. جهت ايجاد خواص الكتريكي در داربست، پايرول به هيدروژل¬ كيتوسان پيوند زده شد و آزمون خواص الكتريكي جهت بررسي رسانايي مورد ارزيابي قرار گرفت. همچمين نتايج حاصل از كشت سلولي با استفاده از سلول¬هاي PC12 نشان دادكه داربست نهايي داراي زنده ماني سلولي 76/96 درصد است. نتايج اين اختراع بيانگر عدم سميت سلولي داربست و چسبندگي مناسب سلول¬هاي عصبي روي داربست است

داربست متخلخل از كامپوزيت آلژينات - هيدروكسي آپاتيت با روكش پليمر سه قطعه اي براي مهندسي بافت ساخته شد. نمونه هاي متخلخل طي فرايند خشك كردن انجماد ساخته شده با پليمر سه قطعه اي روكش دهي و با نور UV استريل شدند. سلول هاي بنيادي مزانشيم انساني بر روي داربست ها بذرافشاني شدند مشاهدات SEM حاكي از تشكيل ريز ساختار متخلخل با اندازه حفرات حدود 50 ميكرومتر و حفرات به هم پيوسته مي باشد كه سلول ها در داخل اني ساختار به خوبي چسبيده اند. رنگ آميزي فلورسانس با DAPI نشان دهنده چسبندگي سلول هاي مزانشيم به نمونه هاي داراي روكس و نفوذ سلول ها به لايه هاي زيرين بود از نتايج به دست آ»ده استنباط يم شود كه داربست هاي روكش دار شده با پليمر سه قطعه اي بستر مناسبي براي سلول هاي مزانشيم مي باشد.