محدودیت های پزشکی شناخته شده ناشی از کاربرد پیوندهای خودی و هم جنس، منجر به انجام تلاش هائی برای گسترش جایگزین های پیوند استخوان با استفاده از اصول مهندسی بافت و دانش زیست مواد شده است. داربست های سنتزی متعددی برای جایگزینی موثر ضایعات استخوانی، ساخته شده و مورد بررسی قرار گرفته اند. پیشرفت های اخیر در نانوفناوری منجر به رویکردهائی برای توسعه داربست های نانوالیاف به دلیل شباهت آنها به بسترهای برون سلولی و خواص زیست تقلیدی آنها شده است. در این پژوهش داربست های چند لایه ای جدید بر پایه پلی کاپرولاکتان، پلی وینیل الکل و نانو هیدروکسی آپاتیت با آرایش های موازی و تصادفی به وسیله روش الکتروریسی تهیه شده، خواص و کارائی آنها برای ترمیم ضایعه استخوانی در مدل حیوانی مورد بررسی قرار گرفت. بدین منظور اثر عوامل فرآیند الکتروریسی مانند غلظت محلول، فاصله از جمع کننده، ولتاژ، دبی محلول و مقدار نانوذرات هیدروکسی آپاتیت برروی ویژگی های داربست های تهیه شده (اندازه متوسط نانوالیاف و خواص مکانیکی) بررسی شده و شرایط تهیه داربست ها با خواص بهینه بدست آمد. همچنین رشد، تکثیر و تمایز سلول های بنیادی مزانشیمی در داربست های تهیه شده مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج آزمایش های برون تنی نشان داد که داربست های بهینه و معمولی با آرایش موازی، رشد، تکثیر و تمایز سلول ها را بیشتر حمایت می نمایند. پس از پیوند داربست های تهیه شده به همراه سلول های بنیادی و نیز بدون سلول در ضایعات ایجاد شده در استخوان جمجمه مدل های حیوانی و بررسی آنها پس از گذشت ده هفته به وسیله دستگاه سی تی اسکن، مشخص شد که داربست های بهینه دارای سلول، بیشترین ترمیم را ایجاد نموده اند و داربست های معمولی دارای سلول در رتبه بعدی قرار دارند. در بین داربست های بدون سلول نیز، داربست های بهینه از نظر میزان ترمیم ضایعه استخوانی نسبت به داربست های معمولی بهتر بودند. نتایج بدست آمده نشان داد که افزایش استحکام داربست های مورد استفاده در مهندسی بافت استخوان می تواند ترمیم بافت استخوانی را به علت افزایش شباهت به بافت استخوان طبیعی افزایش دهد. همچنین، استفاده از سلول های بنیادی مزانشیمی، نقش موثری در افزایش میزان ترمیم دارد. داربست های بهینه تهیه شده، با توجه به ترکیب به کار رفته در تهیه آنها و نیز کارائی بالائی که در ترمیم آسیب استخوانی نشان دادند، به عنوان کاندیدای بسیار مناسبی برای کاربردهای مهندسی بافت استخوان مطرح هستند.

در این پژوهش سیلیکای میان حفره sba-15 سنتز و در دو نوع کلسینه شده و سوکسله شده تهیه گردید و توسط 3-آمینوپروپیل تری اتوکسی سیلان (aptes) عامل دار شد. سنتز و عامل دار شدن سیلیکای میان حفره توسط xrd، ftirو sem بررسی شد. در ادامه، برای نخستین بار بارگذاری و رهایش داروی بتامتازون دی سدیم فسفات(bsp) روی این نوع سیلیکای مزوپور انجام شد و مشخص شد که بارگذاری تنها در محیط اسیدی و روی سیلیکای عامل دار صورت می پذیرد، همچنین sba-15 سوکسله شده عامل دار بارگذاری بیشتری را داراست، در ادامه با استفاده از نرم افزار design-expert به روشrsm آزمایش هایی جهت بررسی تاثیرعواملی از قبیل ph، زمان و نسبت دارو به سیلیکا بر بارگذاری مورد مطالعه و بررسی قرار گرفت. بهینه ترین شرایط بارگذاری در ph اسیدی 1.8،زمان 3.46 ساعت و نسبت دارو به سیلیکای 1.7 به دست آمد. در ادامه پروفایل رهایش در محیط های بافری 1.2، 4.8 و 7.2 مورد بررسی قرار گرفت که رهایش در بافر 4.8 تا 48 ساعت ادامه داشت و طولانی تر از رهایش در شرایط های دیگر بود. در نهایت سینتیک رهایش آن ها طبق مدل های higuchi و korsmeyer-peppas بررسی شد.