اين اختراع مربوط به ساخت گونه اي از هيدروژل‌ها با خواص ديناميك مي‌باشد كه بر پايه پليمر طبيعي ژلاتين ساخته شدهاند. پيوند ديناميك بكارگرفته شده در اين اختراع، تشكيل باند ايمين (باز شيف) ميباشد كه موجب ايجاد ويژگي‌هاي تزريق پذيري، تشكيل درجا، خودترميم كنندگي و حافظه‌ي شكلي در هيدروژل‌هاي ساخته شده در اين اختراع مي‌گردد. اين هيدروژل با توجه به ويژگي‌هاي منحصر بفرد ذكر شده، مي‌تواند در مهندسي بافت به عنوان داربست تزريقي و يا سامانه حامل سلول، سامانه‌هاي دارورساني تزريقي و نيز زخم‌پوش هاي هيدروژلي بكار برده شود.

پوشش¬هاي نانوكامپوزيتي پليمري ضد الكتريسيته ساكن با كاربرد هاي مختلف در مواردي كه مواد اشتعال زا وجود دارند و در صورت تجمع بار الكتريكي روي سطح خطر آتش سوزي ايجاد مي¬شود اهميت ويژه¬اي پيدا مي¬كنند. يكي از مشكلات عمده در ساخت چنين پوشش¬هايي اعمال دماي بالا جهت تشكيل فيلم مورد نظر است كه اين عمل موجب افزايش مصرف انرژي ¬شده و در مواردي كه حساسيت دمايي وجود دارد استفاده از آنها را محدود مي¬سازد. همچنين با توجه به پايين بودن انعطاف¬پذيري، امكان وجود حفره و ترك¬خوردگي در حين سرويس¬دهي وجود دارد. بنابراين جهت رفع چنين مشكلات در اين اختراع پوشش هاي نانوكامپوزيتي هيبريدي آلي- معدني به روش سل – ژل تهيه شد. بدين منظور از پيش¬ماده هاي آلكوكسيد سيلاني، در حضور كاتاليزور و يك عامل پخت آميني و همچنين براي جلوگيري از تجمع بار الكتريكي روي سطح از نانوذرات رساناي ITO استفاده شد. كه اين نانو ذرات علاوه بر داشتن خاصيت رسانايي، مقاومت شميايي و شفافيت مطلوبي را دارند. تهيه و مراحل ساخت اين پوشش¬ها و افزودن نانوذرات و فرايند پوشش¬دهي به شيوه¬هايي خاص و تحت شرايط آزمايشگاهي مشخص و معين انجام گرفت. نتايج نشان داد كه پوشش¬هاي هيبريدي حاصل به طور چشمگيري مي¬تواند باعث افزايش خواص فيزيكي و مكانيكي و همچنين باعث كاهش مقاومت الكتريكي سطحي شود. در اين اختراع براي رسيدن به مقدار بهينه و همچنين جهت دست¬يابي به خواص نوري و الكتريكي مطلوب پارامترهاي مختلفي از جمله درصد فاز معدني، دما، زمان، حلال، كاتاليزور و pH محلول سل و نسبت تركيب پيش¬ماده¬هاي آلكوكسيد سيلاني مورد بررسي قرار گرفت.

با رسيدن به ابعاد و محدوده نانو، تغيير چشمگيري در بسياري از خواص مشاهده مي¬شود كه اين بدليل بيشتر بودن نسبت سطح به حجم نانوذرات در مقايسه با ذرات درشت¬تر مي¬باشد. نانوذرات ITO يكي از اين مواد است كه به دليل برخورداري از چسبندگي خوب روي انواع زيرلايه¬ها و همچنين مقاومت الكتريكي نسبتا كم و پايداري شيميايي مطلوب كاربرد هاي فراواني را در زمينه¬هاي مختلف فراهم ساخته است. از جمله كاربردهاي آن مي¬توان به صنعت اپتوالكترونيك، حسگرهاي گاز، در ساخت پنجره هاي الكتروكروميك، الكترودهاي شفاف، سنسورهاي گاز و پوشش هاي ضد بازتابش و ضد الكتريسيته بر روي پنجره ها و ورقه ها اشاره كرد. اين نانوذرات داراي شبكه معدني بسيار سخت وفشرده هستند و استفاده از آن به دليل ضعيف بودن برهمكنش با ماتريس پليمري در بسياري از سيستم¬ها مشكل است و به همين دليل با تجمع و كلوخه شدن ذرات و در نتيجه توزيع و پخش نامطلوب و كاهش كارايي و خواص كل سيستم همراه است. يكي از روش¬هايي كه براي بهبود بر همكنش بين نانوذرات ITO و ماتريس پليمري بكار مي¬رود، اصلاح شيميايي سطح نانوذرات مي¬باشد كه همزمان مي¬تواند اثر كاهش برهمكنش فيلر- فيلر را به همراه داشته باشد. در اين اختراع، از تركيبات آلكوكسي سيلان جهت اصلاح سطح نانوذرات ITO استفاده شد. نانوذرات حاصل تحت آزمون هاي مختلف قرار گرفتند تا اثر عوامل فعال سطح، توزيع اندازه ذرات، پايداري تعليق نانوذرات، بررسي شود. براي رسيدن به فرمولاسيون بهينه، پارامترهاي مختلف از جمله دما، نوع حلال، زمان اختلاط، نوع و مقدار كاتاليزور و pH محلول و نسبت پيش¬ماده¬هاي آلكوكسي سيلان به نانوذرات بررسي شد.

امروزه و با توجه به شرايط زندگي در عصر تكنولوژي، سرطان گروه بزرگي از جمعيت جهان را تحت تاثير قرار مي¬دهد. در تلاش براي بهبود كيفيت زندگي، بايد بدنبال روش¬هاي پيشرفته و سريع براي درمان اين بيماري بود. يكي از روش¬هاي كنترل رشد تومور، بركي¬تراپي است كه نقش مهمي در درمان سرطان اعضاي مختلف بدن دارد. بركي¬تراپي شامل اسكان دقيق يك منبع تابش با برد كوتاه، مستقيما در محل تومور است. منبع، در يك كپسول محافظ قرار مي-گيرد تا تابش موضعي منبع به بافت هدف را ميسر كند. در اين اختراع نوعي نانوساختار داراي فلز هولميوم در يك مرحله و در محيط آبي سنتز شد. با استفاده از ميكروسكوپ الكتروني روبشي اندازه نانوساختارهاي تهيه شده بررسي وابعاد نانومتري براي ذرات تعيين شد. براي شناسايي عنصري و تعيين كمي عنصر هولميوم در نمونه¬ها از روش فلورسان پرتو ايكس – پراكندگي انرژي استفاده شد: حدود 2 تا 18% از وزن نانوساختارهاي تهيه شده را هولميوم تشكيل مي¬دهد. اين نانوساختار در يك بستر پليمر زيست سازگار پلي¬يورتان توزيع شده و با استفاده از تكنيك آناليز پرتو ايكس-پراكندگي انرژي، توزيع و پراكندگي فلز هولميوم در نانوكامپوزيت حاوي نانوساختار حاصل بررسي شد: حضور و يكنواختي توزيع راديوايزوتوپ در بستر پليمري تاييد شد. احتمال رهايش فلز هولميوم در محيط با آزمون برون¬تني و در محيط PBS بررسي شد. تفاوت غلظت هولميوم در نانوساختارهاي تهيه شده قبل و بعد از غوطه¬وري در PBS در حد دقت آناليز پرتو ايكس – پراكنش انرژي ناچيز و قابل صرفنظر مي¬باشد. همچنين، با توجه به نتايج آزمون آناليز پرتو ايكس – پراكنش انرژي، غلظت هولميوم در باقيمانده جامد در محلول PBS، صفر است كه نشان مي¬دهد رهايش هولميوم در بافت اطراف تومور، عامل نگران¬كننده¬اي در استراتژي استفاده از نانو ساختارهاي تهيه شده به حساب نمي¬آيد.

يكي از معضلات جراحان متخصص در ترميم بافت¬هاي بدن، فقدان مقدار كافي بافت نرم است. براي رفع اين مشكل بكارگيري منبسط¬كننده بافت نرم بهترين راه حل مي¬باشد. منبسط¬كننده بافت نرم وسيله¬اي است كه جهت ايجاد انبساط در بافت نرم و يا پوست و به منظور استفاده در جراحي¬هاي پلاستيك و ترميمي، طراحي و استفاده مي¬گردد. مشكلات فني در بكارگيري منبسط كننده¬¬هاي بافت نرم شامل مواردي چون عدم كنترل¬پذيري مقدار انبساط نهايي، خواص استحكامي پايين منبسط¬كننده¬هاي بافت نرم و زيست سازگاري ضعيف آنها مي¬باشند. هدف از اين اختراع، ارائه يك محصول منبسط كننده بافت نرم با استحكام مكانيكي كافي و انبساط پذيري تحت كنترل مي¬باشد كه سازگاري مناسبي با محيط فيزيولوژيك بدن داشته باشد. در اين اختراع، پس از اتمام فاز مطالعاتي و امكان¬سنجي، به كمك انجام آزمايشات تجربي، بهترين مخلوط وزن¬هاي مولكولي مختلف پلي اتيلن گلايكول دي اكريلات جهت ساخت منبسط كنندة خود متورم شونده به منظور دستيابي به خواص مذكور، انتخاب شده و ساخته شد. سپس با انجام آزمايشات برون تني و درون تني صحت عملكرد محصول ارزيابي گرديد.

اختراع مورد بحث بر ساخت غشاي پليمري بر پايه پلي تترافلورواتيلن براي كاربردهاي ميكروفيلتراسيون و هدايت بافت استخواني در كاربرد مهندسي بافت و پزشكي متمركز است. ساخت غشاي بر پايه¬ي پلي ¬–ترافلورواتيلن بصورت تجاري توسط روش كشش مكانيكي تحت حرارت صورت مي گيرد. به صورت مختصر ابتدا پودر پلي تترافلوروايتلن به همراه نرم كننده مورد نظر مخلوط مي شود، سپس تحت فشار تبديل به شمش شده و پس از آن اكسترود مي¬شود. در نهايت محصول اكسترود شده تحت غلطك كاري در دما قرار گرفته و نرم كننده¬ي آن تبخير مي¬گردد. پس از حذف نرم كننده فيلم تحت كشش حرارتي قرار مي¬گيرد تا تبديل به غشا و محصول نهايي شود. اصلاح حرارتي نهايي ممكن براي پايداري ابعادي استفاده شود. استفاده از نرم كننده¬ براي سهولت فرايند اكستروژن ابتدايي است. در صورتيكه اين نرم كننده، در ساختار نگه داشته شود، مي تواند ويژگيهاي ساختاري غشاي مورد استفاده در هدايت گر بافت استخوان را تحت تاثير قرار دهد و براي اين كاربرد مناسبتر سازد. بنابراين نرم كننده¬هاي با نقطه جوش و تخريب بالاتر از تمام دماهاي فرايند در اين اختراع مورد استفاده قرار گرفت. در نهايت براي بررسي كاربرد هدف، آزمون بررسي اندازه حفرات، شار عبوري آب و تخلخل نيز صورت گرفت.

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.

با هدف ساخت تيوب هاي متخلخل برپايه پلي¬تترا فلورو اتيلن با ويژگي ها و مورفولوژي مناسب براي ساخت پروتز رگ مصنوعي، اقدام به طراحي و ساخت سه دستگاه ضروري براي فرايند پلي تترا فلورو اتيلن و توليد تيوب شد. پارامترهاي طراحي بدقت و بر اساس تجربه كاري، نياز هاي فرايندي، و همچنين منابع موجود تعيين و به كار گرفته شد. سه دستگاه شمش ساز، اكسترودر و كشش ترمو-مكانيكي طراحي و توليد شدند كه به كمك آن ها تيوب هاي پلي تترا فلورو اتيلن متخلخل با سطح يكنواخت، پيوستگي در ساختار، و بدون پارگي و نقص ساختاري تهيه شدند. اين تيوب ها به عنوان پروتز رگ مصنوعي قابل استفاده اند.

در اختراع حاضر سنتز نوعي پلي يورتان اوره بر پايۀ پلي كاپرولاكتون بدون استفاده از زنجير افزاينده براي افزايش چند برابري قابليت اصلاح شيميايي پليمر سنتز شده توسط روش آمينوليز طراحي شد. اختراع مورد نظر در زمينه علم زيست مواد و تهيه داربست¬هاي استخواني اصلاح شده توسط زيست¬ماكرومولكول¬ها است. به دليل پتانسيل بالاي پليمر سنتزي در اصلاح سطح و سپس تثبيت بايومولكول، اين پليمر قابليت استفاده در تهيه داربست هاي استخواني را بسيار موثرتر از ساير پليمرهاي هم خانواده خود دارد. از يك سو انتخاب مناسب مونومرهاي سازندۀ پليمر موجب زيست سازگاري و سوي ديگر بدليل وجود گروههاي استري موجود در پلي ال استري مستعد تخريب هيدروليزي است. همچنين ساختار اين پليمر بدليل وجود گروههاي اوره و بهره گيري از پيوندهاي هيدروژني داراي خواص مكانيكي مناسب است. از طرفي قابليت اصلاح سطح توسط بايومولكول هاي طبيعي اين مزيت را براي پليمر سنتزي ايجاد مي كند تا پارامتر زيست فعال بودن نيز به چنين پليمر سودمندي افزوده شود.