بررسی ساختاری داربست زیستی سه بعدی ساخته شده به روش چیدمان لایه ای با برشکاری لیزر

طراحی و ساخت داربست های زیستی به منظور ترمیم بافت یکی از چالش برانگیزترین روش ها در حوزه مهندسی بافت به منظور درمان و بازسازی بافت های معیوب و ازدست رفته است. داربست ها می توانند امکان مهاجرت، رشد و تکثیر سلول ها را برای تشکیل بافت جدید فراهم کنند. تا بدین وسیله منطقه معیوب یا ازدست رفته بازسازی شود. یک داربست ایده آل: 1) شبکه به هم مرتبط از کانال هاست که محیطی برای مهاجرت، تکثیر و چسبندگی سلول ها و همچنین انتقال اکسیژن، مواد غذایی و خروج پس مانده های زیستی را فراهم می کند. 2) دارای خاصیت زیست سازگاری و زیست فعال است. 3) دارای استحکام مکانیکی متناسب با بافت اطراف است. هدف از این مطالعه ارائه و بهره برداری از روش نوین و ابداعی لایه گذاری در جهت طراحی و ساخت داربست های سه بعدی زیستی استخوانی و مطالعه ساختار و ویژگی های داربست های ساخته شده با کمک این روش هست. به منظور دست یابی به شبکه ای سه بعدی از تخلخل ها، از بین طرح های پیشنهادی شش طرح انتخاب و با استفاده از فرایند برش با لیزر دی اکسید کربن کنترل شده توسط کامپیوتر بر روی لایه هایی از جنس زیست مواد پلی متیل متا اکریلات (pmma) ایجاد شد. سپس این لایه ها با کمک گرفتن از حلال های مربوطه به یکدیگر چسبانیده شدند تا ساختمان متخلخل داربست ایجاد شود. یک مدل ریاضی برای تعیین میزان تئوری تخلخل نمونه ها ایجاد گردید، ضمناً به منظور صحت سنجی مدل ها آزمون تخلخل سنجی و جهت ارزیابی استحکام مکانیکی این قطعات آزمون فشار بر روی نمونه ها انجام گرفت. شرایط مشابه آزمون فشار توسط نرم افزار المان محدود آباکوس (abaqus) شبیه سازی شد و نتایج آزمون فشار با نتایج حاصل از تحلیل به روش عددی راستی آزمایی شد. پس از این مرحله، یک لایه کامپوزیت کیتوسان- شیشه زیستی که یک کامپوزیت زیست فعال است، بر روی نمونه ها پوشش داده شد تا داربست ازلحاظ زیستی فعال شود، به این معنا که سلول ها بتوانند درون و بیرون آن رشد کنند و تکثیر شوند. همچنین میزان زیست فعالی پوشش کامپوزیتی داربست توسط آزمایش کشت سلولی ارزیابی شد. با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) سلول های تکثیرشده بر روی داربست پوشش داده شده مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاکی از آن بود که این روش امکان ساخت داربست های استخوانی با درصد تخلخل کنترل شده، قطر سوراخ دلخواه و میزان تداخل داخلی بالا را فراهم می کند. از طرف دیگر آزمون کشت سلولی نشان داد که کامپوزیت پوشش داده شده، تعامل بین سلول های استخوانی و داربست را بهبود می دهد که این امر موجب رشد هرچه سریع تر بافت جدید استخوانی می شود.