طراحي و ساخت استخوان جمجمه شبيه سازي شده با نانو ذرات بيو شيشه (BioGlass) به روش مهندسي بافت . مشكل فني اساس راه حل ارائه شده براي ان كاربردهاي اصلي اختراع (عدم بيان ارزش و مزاياي اختراع) شايع ترين علت مرگ و مير در تصادفات ضربات سر شكستگي يا له شدگي استخوان جمجه ميباشد و طبق بررسي هاي انجام شده توسط راهنمايي و رانندگي جمهوري اسلامي ايران اسيب هاي وارد شده به جمجمه و سر افراد در در تصادفات رانندگي حدود 90 درصد بيشتر از آسيب ها است بسياري از آسيب ديدگان نياز به پوشش جديدي براي جايگزين استخوان از دست رفته براي محافظت بافت حياتي مغز دارند پيوند استخوان از خود فرد (اتوگرافت) محدود و گاهي غيرممكن است و استفاده از استخوان الوگرافت(شخص ديگر) يا زنوگرافت(نمونه هاي غير انساني ) نيز با خطر پس زدن و يا عكس العمل هاي ايمني مواجه ميگردد. براي رفع اين مشكل با استفاده از نانو شيشه زيستي بيو ايمپلنت ساخته شد كه از لحاظ خصوصيات مورفولوژيكي و فيزيولوژي كاملا مشابه ارايش استخوان جمجمه ميباشد استفاده از اين بيو ايمپلنت ها براي افردي كه در اثر سانحه دچار ضايعات استخواني شده اند و يا نقص مادر زادي جمجمه دارند بسيار كارامد است . كاربرد اصلي اين بيو ايمپلنت ها پيوند انها به فرد اسيب ديده ميباشد كه پس از قرار گيري در محيط بدن موجب تحريك بافت جهت استخوان سازي ميشوند و خود به مرور زمان از بين ميروند و چون اين بيو ايمپلنت ها از جنس شيشه هاي زيستي هستند بدن هيچ واكنش ايمني از خود نشان نميدهند.

آسيبهاي اعصاب محيطي يكي از شايعترين آسيبها در جوامع امروز است. عوارض اين آسيبها شامل ناتواني، هزينه‌ي بالاي درمان، از دست دادن شغل و اختلالات اجتماعي است . پيوندعصب از خود فرد (اتوگرافت ) محدود و گاهي غير ممكن است و استفاده از عصب آلوگرافت ( شخص ديگر ) يا زنوگرافت ( نمونه هاي غير انساني) نيز با خطر پس زدن و يا عكس العمل هاي ايمني مي گردد. هنگامي كه عصب آسيب ميبيند، عصب در يك مسير مستقيم رشد نميكند و به هم نميرسند بلكه به بافت اطراف و عضله نفوذ ميكند. براي رفع اين مشكل با استفاده از نانو شيشه زيستي كانال هايي ساخته شد. كاربرد اصلي اين كانال هاي هدايت عصبي، قرارگيري آنها در محل آسيب ديده مي باشد كه باعث هدايت مستقيم عصب و آكسون آسيب ديده ميشود و خود به مرور زمان از بين ميروند و چون اين كانال ها از جنس شيشه ها ي زيستي هستند بدن هيچ واكنش ايمني از خود نشان نميدهد. استفاده از اين كانال ها به عنوان ايمپلنت براي افرادي كه در اثر حوادثي مانند سوانح جاده اي، بلاهاي طبيعي، صدمات جنگ، .... دچار ضايعات اعصاب محيطي شده اند بسيار كارامد است.

استخوان شايع ترين بافت كاشته شده در انسان بعد از خون ميباشد.بيوسراميكهاي كلسيم فسفاتي به علت شباهت ساختاري به فاز معدني استخوان براي ترميم استخوان اهميت ويژه اي دارند.در دودهه اخير پيشرفتهاي قابل توجهي در حوزه بيومتريال ايجاد شده كه منجر به توسعه انواع مختلفي ازبيوسراميكها براي ترميم ضايعات استخواني و پروتزها گرديده است.موفقيت به كارگيري بيومتريالهاي بر پايه كلاژن و كلسيم فسفات به عنوان داربست در مهندسي بافت استخوان علاوه بر زيست سازگاري اجزاي تشكيل دهنده ،ايجاد ماتريكس مطلوب سه بعدي براي رشد سلولهاي انساني ميباشد.علاوه بر اين خاصيت استئوكانداكتيويتي كلاژن و زيست فعالي بالاي كلسيم فسفاتها به همراه خاصيت برتر استئوكانداكشن اين متريال ،اين كامپوزيتها را مطلوب مهندسي بافت ميسازد. هدف از اين اختراع ساخت و شناسايي كامپوزيت زيست فعال حاوي كلاژن و بتاتري كلسيم فسفات (فاز معدني استخوان طبيعي) و بررسي خواص فيزيكوشيميايي آن در محيط برون تني ميباشد.كامپوزيت حاصل با هدف مهندسي بافت استخوان وبه جهت ترميم ضايعات استخواني طراحي گرديده است

در اين اختراع، از تكنيك مهندسي بافت جهت ترميم و جايگزيني كامل انواع بافت‌ها استخواني آسيب ديده بر اساس نياز بيمار مورد بررسي قرارگرفت. به همين منظور جهت دستيابي به روشي آسان، سريع، كم هزينه و با دقت بسيار بالا در ساخت داربست بافت استخوان با توجه به آناتومي بيمار از روش قالب گيري انجمادي توسط قالب هاي پليمري پلي ونيل الكل و حل پذير در آب استفاده شده است. اين قالب ها توسط چاپگر سه بعدي خانگي و به صورت يك تكه بر اساس تصاوير سي تي اسكن بيمار طراحي و ساخته شده است. اين روش براي اولين بار جهت ساخت نانوكامپوزيت سه بعدي با هندسه آناتوميك و تمام متخلخل بر پايه هيدروژل ژلاتين-كيتوسان-شيشه زيستي45S5 براي طيف وسيعي از استخوان ها تهيه گرديد. از مزاياي اين روش؛ تهيه داربست با دقت بسيار بالا و كاملا منطبق بر ساختار آناتوميكي و منحصر به بيمار است. استفاده از تكنولوژي چاپ سه بعدي، انتخاب مناسب ماده پليمري پلي ونيل الكل جهت ساخت قالب و كاهش حل پذيري سطح داخلي قالب در هيدروژل پايه آبي به وسيله ماده ايجاد كننده پيوند عرضي از نكات بسيار حائز اهميت در توليد داربست با ابعاد و اندازه دقيق مي باشد.

‏اين اختراع با عنوان ليزر TEA - N2 ‏ عبارت است يك دستگاه ليزر گازي با محيط فعال نيتروژن كه در فشار اتمسفر (فشار هواي محيط) كار مي كند و داراي پرتوي خروجي در محدوده ماورا بنفش با طول موج 337nm ‏ مي باشد. بدنه اصلي دستگاه از جنس Plexyglass ‏ است و از قطعات آلومينيوم براي تيغه ها و از Mayer ‏ بعنوان دي الكتريك در خازنهاي ليزر استفاده شده است. مدار تغذيه اين ليزر متشكل از دو خازن هريك به ظرفيت 2.3nF ‏ يك القاگر با ضريب خود‏القايي 49 ‏ ميباشد. تراش تيغه هاي ليزر به نحوي صورت گرفته كه پيش يونش توسط خود تيغه ها صورت مي گيرد و به منظور ا‏يجاد توان بيشتر لامپ UV ‏ نيز بكار برده شده است (به نحوي به پيش يونش كمك مي كند). نور ليزر از طريق شكاف تعبيه شده د‏ر بدنه به بيرون منتشر شده و انرژي پالس آن توسط يك فوتوترانزيستور اندازه گيري مي شود‏. زاويه واگرايي اين ليزر نسبتا زياد است و با استفاده از تائير نور ماورا بنفش بر روي كاغذهاي حساس به اين طول موج مي توان قطر پرتو و د‏ر نهايت زاويه واگرايي را نيز اندازه گرفت. سيستم پمپاژ اين ليزر الكتريكي است كه توسط يك منبع تغذيه متغير كه در محدوده 10-100KV ‏ كار مي كند تامين مي گردد. اسپارگ گپ نيز از دو قطعه مسي به فاصله قابل تغيير 3-9mm ‏ تشكيل شده است. براي اندازه گيري مدت زمان تخليه الكتريكي در تيغه هاي اصلي و اسپارك كم و همچنين پهناي خروجي ليزر از يك آشكارساز كه در محدوده وسيع ماورا بنفش و مرئي كار مي كند مشخص مي شود. طراحي و ساخت مدار آشكارساز نيز به كمك نرم افزار Proteus ‏ ‏انجام شد. در حدود 61 ‏طول موج مختلف در پرتوي خروجي مشاهده مي گردد كه دليل اين تعداد، تعداد زياد گسيلهاي خود بخود مي باشد كه در محيط فعال اتفاق مي افتد.

مشكل فني: اتوگرافت عصبي (روش متداول ترميم عصب) استاندارد طلايي براي ترميم ضايعات اعصاب محيطي مي باشد. اما به دليل محدوديت دسترسي به محلهاي دهنده ي مناسب براي پيوند و خطر تشكيل نوروما اقدام به طراحي و ساخت جانشين مناسب براي اتوگرافت كرديم. كاربردهاي اصلي اختراع: آسيبهاي اعصاب محيطي يكي از شايعترين آسيبها در جوامع امروز است و ما مي توانيم با جايگزين نمودن قطعه عصب ساخته شده بروش يمههندسي بافت موجبات ترميم عصب آسيب ديده را فراهم آوريم بدون اينكه نيازي به برداشت قطعه اي از عصب از جاي ديگري از بدن (روش متداول ترميم عصب ) باشد. اطلاعات فني: در اين اختراع داربست فيبريني از نمونه خون فرد استخراج و سپس سلول هاي شوان وفاكتور رشد پلاكتي در محيط استريل كشت سلولي به آن اضافه و قطعه عصب ساخته شده با اين روش را در شكاف عصب سياتيك موش صحرايي پيوند زده و عصب را ترميم مي كنيم همه حيوانات پس از 1 و 3 و 5 هفته از عمل جراحي توسط تستهاي رفتاري و بافت شناسي 3 و 5 هفته بعد از جراحي به وسيله تست الكتروفيزيولوژي ارزيابي شدند و نتايج علمي نشان دادند كه قطعه ساخته شده مي تواند جانشين مناسبي براي اتو گرافت باشد.