در چند سال اخیر، مهندسی بافت به عنوان ابزاری کارآمد در ترمیم و بازسازی بافت ها واندام های آسیب دیده از اهمیت فراوانی برخوردار بوده است. روش های درمانی متعددی برای بهبود بافت های آسیب دیده گزارش شده است که یکی از این روش ها شامل کاشت سلول بر روی داربست سه بعدی و زیست تخریب پذیراست که این داربست نقش یک ماتریس خارج سلولی مصنوعی را ایفا می کند. این بافت پس از آن در محیط بدن قرار داده می شود تا با جایگزینی، آسیب ایجاد شده را برطرف کند. در این تحقیق هدف تهیه ساختاری دولایه از کیتوسان / ژلاتین و غشاء سیلیکونی با اتصال داربست کیتوسان / ژلاتین به غشاء سیلیکونی جهت استفاده در مهندسی بافت برای جایگزینی لایه میانی پوست بود. روش شستشوی نمک برای اولین بار جهت ساخت داربست سه بعدی کیتوسان / ژلاتین استفاده شد. نمونه هایی با نسبت کیتوسان به ژلاتین(80/20، 50/50 و20/80)، اندازه بلورهای سدیم کلراید (150-57 و 150-420 میکرومتر) و نسبت نمک به کیتوسان/ژلاتین(5 و 10 برابر) متفاوت با استفاده از روش شستشوی نمک تهیه شد. همچنین جهت مقایسه، داربست هایی از کیتوسان/ژلاتین با استفاده از روش مرسوم جدایش فازی جامد-مایع جهت مقایسه با روش شستشوی نمک تهیه شد. از محلول هایی با نسبت کیتوسان به ژلاتین 20 به 80 و غلظت های متفاوت(0/00125، 0/025 و 0/05 گرم بر میلی لیتر آب مقطر ) برای ساخت داربست با روش جدایش فازی استفاده شد.ویژگی های داربست کیتوسان/ژلاتین حاصل از هر دو روش از جمله ساختار حفرات، تخلخل، جمع شدگی، جذب محلول فسفات بافر سالین و خواص مکانیکی مورد مطالعه قرار گرفت. تاثیر تغییر نسبت کیتوسان/ ژلاتین استفاده شده(80/20، 50/50،20/80 و 0/100) بر زتا پتانسیل، زاویه تماس و چسبندگی سلول ها بر روی فیلم های تهیه شده از کیتوسان و ژلاتین بررسی شد؛ همچنین تاثیر ضخامت غشاء سیلیکونی بر عبور دهی بخار آب لایه سیلیکونی و استحکام کششی ساختار دو لایه نهایی نیز بررسی شد. میانگین ابعاد حفرات داربست های تهیه شده به روش شستشوی نمک بین 107-94 و 230-173 میکرومتر (وابسته به اندازه بلورهای نمک استفاده شده) است. داربست های تهیه شده به روش جدایش فازی نیز وابسته به غلظت محلول و دمای پیش سرمایش میانگین ابعاد حفرات متفاوتی(بین 86 تا 400 میکرومتر) دارند. نمونه های تهیه شده با روش شستشوی نمک مورفولوژی حفرات یکنواخت تر، بهم پیوستگی بالاتر، سطحی متخلخل تر و استحکام کششی پایین تری نسبت به داربست های ساخته شده به روش جدایش فازی نشان دادند. استحکام کششی داربست های تهیه شده به روش جدایش فازی با افزایش غلظت و انجام عملیات پیش سرمایش افزایش ولی ابعاد حفرات و بهم پیوستگی بین آنها کاهش می یابد. در داربست های تهیه شده به روش شستشوی نمک استحکام مکانیکی، میزان جذب محلول pbs و مقاومت نسبت به جمع شدگی با افزایش نسبت کیتوسان به ژلاتین استفاده شده افزایش نشان می دهد. میزان تخلخل نیز با کاهش نسبت بلور های کلرید سدیم استفاده شده کاهش نشان داده است. با اضافه کردن غشاء سیلیکونی به داربست ها علاوه بر بهبود عبور دهی بخار آب، افزایش مناسبی در میزان استحکام کششی و کرنش در شکست داربست ها ایجاد شد.

پروتزهای مفصلی هر یک دارای معایب مشخصی هستند که نشان دهنده تفاوت عملکرد آنها نسبت به مفصل ایده آل و طبیعی بدن است. در پروتز مفصل مصنوعی ران با در نظر گرفتن تاثیر کاپ استابولوم در عملکرد مناسب مفصل، رعایت معیارهای طراحی نظیر سهولت جایگذاری، حداقل بودن حجم استخوان برداشته شده از استابولوم، عدم چرخش و جابجایی کاپ، اتصال محکم و مناسب، سایس و خزش کم و توزیع مناسب تنش های مکانیکی وارده حین سیکل راه رفتن به کاپ از اهمیت بسزایی برخوردارند. امروزه در بین معیارهای طراحی اشاره شده، تلاش عمده محققین به اتصال مناسب کاپ به حفره استابولوم شده معطوف است، به طوری که درکاپ های غیرسیمانی هدف اصلی ایجاد پوشش متخلخل بادوام و ترغیب کننده استخوان به رشد در پوشش کاپ و حذف پیچ های محکم کننده آن به استخوان لگن است. با در نظر گرفتن معایب و مزایای کاپ های امروزی، در این کار تحقیقاتی طرحی جدید از کاپ پروتز مفصل ران ارایه شد که دارای سه لایه بهم پیوسته بود. این لایه ها از داخل به بیرون به ترتیب uhmwpe، کامپوزیت(pdms) /uhmwpe و لایه خارجی مجاور استابولوم کامپوزیتی از pdms با بیوسرامیکهای هیدروکسی اپاتیت و بتا تری کلسیم فسفات می باشد. در این طراحی سعی شده است تا با بکارگیری سیلیکون به همراه بیو سرامیک های هیدروکسی آپاتیت (ha) و بتا تری کلسیم فسفات(?-tcp) کامپوزیتی تهیه شود که لایه بیرونی کاپ پلی اتیلنی را پوشانده و ضمن اتصال اولیه بیولوژیکی مناسب به حفره استابولوم، خاصیت جذب ضربات و شوک های مکانیکی وارده طی سیکل راه رفتن را دارا باشد. در این تحقیق نمونه های متعددی از لایه های کاپ پلیمری بصورت ورقه و با نسبت درصد های مختلفی ساخته و هویت یابی شد. نتایج خواص مکانیکی/ موفولوژیکی نشان داد که در لایه بیرونی کاپ، خواص بهینه کامپوزیت در ترکیب 25 قسمت ?-tcp در 100 قسمت لاستیک پلی دی متیل سیلوکسان حاصل شده وسیلیکون حاوی ?-tcp نسبت به ha از خواص مکانیکی و استحکام بیشتری برخوردار است. در ادامه آزمون های سازگاری زیستی به روش in vitro از نوع سمیت سلولی بروی کامپوزیت هایpdms/?-tcp وpdms/ha انجام پذیرفت که نتایج نشان داد سلولهای فیبروبلاست از نوع l929 از رشد بسیار خوبی در مجاورت نمونه ?-tcp pdms/ برخوردار است. به جهت بررسی استخوان سازگاری تعداد 40 نمونه از کامپوزیت، در استخوان لگن هفت گوسفند کاشته شد. نمونه ها پس از گذشت مدت زمان سه ماه، 6 ماه، یکسال از کاشت برداشته و بررسی هیستوپاتولوژی بروی آنها انجام پذیرفت. نتایج یکساله بررسی نشان داد که کامپوزیت پلی دی متیل سیلوکسان دارای 25 قسمت ?-tcp بطور کامل با استخوان ایلیاک گوسفند سازگار بوده است و شواهدی دال بر التهاب بافت استخوانی مجاور نمونه و پس زدن ایمپلانت وجود ندارد. بنابرنتایج این تحقیق ساخت کاپ از ترکیب مواد مذکور و بطور سه لایه برای کاشت دربدن انسان مناسب خواهد بود.

مهندسی بافت به طور عام به معنی توسعه و تغییر در زمینه رشد آزمایشگاهی مولکول ها و سلول ها در بافت و یا عضو، برای جایگزینی یا ترمیم قسمت آسیب دیده بدن است. به طور کلی می توان بافت های بدن را به دو دسته بافت های نرم (از قبیل بافت پوستی و عروقی و ماهیچه ای و...) و بافت های سخت (مثل استخوان) تقسیم بندی کرد. یکی از موارد مهندسی بافت استفاده ازبیومواد می باشد که ممکن است به طور طبیعی یا مصنوعی ساخته شوند که از آن ها برای چسبندگی رشد و تکثیر سلول ها استفاده می کنند. بیوموادی که در مهندسی بافت بکار می رود متنوع هستند مثل پلی استرها و.. که به عنوان ماتریکس خارج سلولی یا همان داربست استفاده می شوند. در مهندسی بافت ابتدا یک ماده متخلخل به عنوان ماتریکس خارج سلولی یا داربست برای رشد سلول ها تهیه شده و سپس عوامل رشد بر روی آن قرار می گیرند. در این پژوهش سعی شده است روش جدیدی برای تحریک رشد سلول های فیبروبلاست کشت داده شده بر روی بسترهایی از جنس پلی ال لاکتیک اسید مورد آزمایش قرار گیرد. در روش های مرسوم حین ساخت فیلم یا داربست پلی ال لاکتیک اسید مقداری نانوذره رسانا همچون پلی پیرول به آن اضافه می کنند تا کل داربست رسانا شده و جریان بصورت سه بعدی در آن منتشر شود. اما در این پژوهش از بسترهای معمولی استفاده شده و جریان بصورت دو بعدی در آن ایجاد شده است. بدین منظور با فیلم ها با استفاده از روش تبخیر حلال و داربستهایی با استفاده از روش انجماد- خشک سازی با ضخامت مشخص ساخته شد. این آزمایشات به دو صورت انجام گرفت: الف: بررسی اثر جریان الکتریکی بصورت مستقیم بر روی رشد و چسبندگی سلول های فیبروبلاست، ب: بررسی اثر میدان الکتریکی بر روی رشد و چسبندگی سلول های فیبرو بلاست. در روش اول با توجه به عبور مستقیم جریان از میان فیلم پلی ال لاکتیک اسید و اجتناب ناپذیر بودن تماس سلول( به دلیل اندازه بسیار ریز و همچنین نبود امکانات مناسب آزمایشگاهی) با سیم حاوی جریان مستقیم با انجام آزمایشات مکرر با مرگ سلول ها مواجه شدیم که این امر به علت زیست سازگار نبودن روکش سیم لاکی بود. برای رفع این مشکل استفاده از سیم هایی با ضخامت سیم لاکی اما با روکش طلا پیشنهاد شد چرا که در صورت تماس سلول با سیم حاوی جریان به علت به زیست سازگار بودن روکش طلای آن از مرگ سلول ها جلوگیری شده و آنگاه می توان نتایج آزمایشگاهی را با شرایط عادی رشد سلول مقایسه نمود، اما متاسفانه با توجه به عدم وجود امکانات کافی این روش در این مرحله و با وجود سعی فراوان و انجام آزمایشات مکرر به نتیجه ای درخور توجه نرسید. اما در روش دوم با توجه به تجربه به دست آمده در روش اول ما با استفاده از قالب کاغذ روغنی مخصوص، یک سیم پیچ هسته هوا با تعداد 95 دور سیم لاکی شماره 2/1 ( قطر سیم 2/1 میلیمتر) ساختیم، بطوری که پلیت کشت سلول به راحتی درون این قالب قرار گرفته خارج کردن آن از قالب نیز راحت باشد. سپس مراحل کشت بصورتی که در قسمتهای بعدی توضیح داده شده انجام شده و پلیت حاوی محیط کشت، بستر پلیمری و سلول درون قالب سیم پیچ قرار گرفته و سیم پیچ به منبع تغذیه وصل شد. بدین ترتیب نمونه تحت تاثیر میدان الکتریکی قرار گرفت و در زمان های مختلف نمونه تحت تاثیر میدان الکتریکی با نمونه کنترل مقایسه گردید. در این روش بر خلاف روش اول نتایج بسیار جالبی از این آزمون بدست آمد و مشاهده گردید که میدان الکتتریکی چسبندگی و رشد سلول ها را در حد زیادی افزایش خواهد داد به نحوی که در فصل چهارم به آن اشاره خواهد شد.

پوشش های هیبریدی آلی-معدنی بر پایه تری متوکسی سیلیل پروپیل متااکریلات (tmsm) و تترااتوکسی سیلان (teos) با استفاده از روش سل-ژل، روی فولاد 316l اعمال شدند. بررسی ساختاری نمونه ها به کمک میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) انجام شد. تشکیل شبکه هیبریدی به کمک ftir بررسی شد. خواص خوردگی این پوشش ها با استفاده از تستهای الکتروشیمیایی و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی و در دمای اتاق و در داخل محلول رینگر مورد بررسی قرار گرفت. چسبندگی سیمان استخونی آکریلاتی به فلز پایه در دو حالت با پوشش هیبریدی و بدون پوشش هیبریدی مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. تست کشت سلولی و تست زمان لخته زایی (ct) جهت بررسی خواص بیولوژیک این پوشش ها انجام شدند. نتایج بدست آمده تست ها نشان می دهد که پوشش بدست آمده کاملا یکنواخت و شفاف و عاری از هرگونه ترک می باشد همچنین نتایج تستهای خوردگی نشان می دهد که این پوشش ها همانند یک مانع باعث کاهش تماس الکترولیت با سطح فلزی می شوند. چسبندگی سیمان استخوانی به سطح فلزی بعد از اعمال پوشش هیبریدی افزایش قابل ملاحظه ای داشت. نتایج تست کشت سلولی تغییر قابل ملاحظه ای بین مورفولوژی سلولها در نمونه های با پوشش و بدون پوشش نشان نمی دهد و تست زمان لخته زایی خون سازگاری خوب این نمونه ها را نشان می دهد.

به منظور افزایش آبدوستی و خون سازگاری ، سطح پلی اتیلن ترفتالات (pet) در معرض پلاسمای rf اکسیژن قرار گرفت. تغییرات حاصل در سطح آن مورد بررسی قرار گرفت.سطح مواد را م با روش های شیمیایی، فیزیکی و یا بیولوژیکی بدون اینکه تغییر در خواص بالک بیومتریال ایجاد شود، اصلاح نمود. در روشهای فیزیکی تنها خصوصیات فیزیکی سطح تغییر می- کند. تغییرات خواص فیزیکی و شیمیایی سطح pet پلاسما دیده با روش طیف سنجی زیر قرمز تبدیل فوریه بصورت بازتابندگی کلّی تضعیف شده (atr-ftir) و اندازه گیری زاویه تماس مورد مطالعه قرار گرفت. پلاسما زنی سطح petموجب تشکیل گروههای پراکساید شد . پلیمریزاسیون پیوندی آکریلیک اسید جهت افزایش آبدوستی و زیست سازگاری سطح petو ایجاد گروههای فعّال اگر زمان تماس سطح مواد با خون چند روز یا چند هفته باشد ، با وارد کردن آهسته هپارین و یا تلقیح آنزیم های فیبرولیتیک روی سطح مواد جلوی انعقاد خون را می گیرند. ولی هنوز هیچ روش موثری برای سطوحی که به طور دائم در تماس با خون هستند و دارای کاربردهای طویل المدت می باشند مانند قلب مصنوعی ، دریچه قلب و عروق خونی شناخته نشده است ؛هدف این تحقیق رسیدن به این مهم می باشد. وقتی که زیست مواد بعنوان پروتز در بدن کاشته می شوند ابتدا سطح آنها در تماس با خون و بافت زنده قرار می گیرد . بنابراین عکس العمل بافت زنده نسبت به زیست مواد در رابطه مستقیم با سطح آنهاست . اگر بر هم کنش های بیولوژیکی بافت نسبت به جسم خارجی خیلی شدید باشد در عمل کردهای پروتز مشکل ایجاد می کند . بعنوان مثال اگر یک رگ مصنوعی خون را لخته کند و در برابر جریان خون مانع ایجاد کند ، به عمل کرد قلب آسیب می رساند و یا اگر در سطح دستگاه دیالیز خون لخته ایجاد شود ، دستگاه قادر نیست به خوبی به کار خود ادامه دهد. به این ترتیب موادی که در پزشکی به کار می روند باید از سطح مناسبی برخوردار باشند. موادی که سطح آنها به قدر کافی زیست سازگار نیست در هنگام تماس با بافت زنده موجب اعمال واکنشهای جسم بیگانه می شوند . بنابراین در صورت نیاز به استفاده از مواد مصنوعی در بدن لازم است که خواص سطحی آنها اصلاح گردد و شرایط مناسب برای کاشته شدن آنها در بدن فراهم شود. تمام مواد پلیمری که بطور بالینی به کار برده می شوند باید دارای خواص مناسب در سطح توده و پلیمر باشند. ولی کمتر دیده می شود که مواد دارای خواص گروهی مناسب ، از ویژگی های سطحی خوبی برخوردار باشند. بنابراین اصلاح خواص سطحی مواد برای کاربرد های پزشکی ضروری است[ ]. . هدف از تحقیقات مذکور در بیشتر موارد ، ایجاد سطوح ضد انعقاد و افزایش قابلیت های سطحی این پلیمر توسط توسط پوشش دادن سطح pet ، افزایش آبدوستی سطح با پیوند زنی مونومر هیدروژل آکریلیک اسید و ایجاد گروههای عاملی خاص روی سطح آن به منظور ایجاد اتصال با ترکیبات ضد انعقاد مثل هپارین می باشد.

مهندسی بافت سلول های عصبی، همواره به دلیل اهمیت خاص این سیستم در کنترل اعمال بدن و همچنین عدم قابلیت بازیابی و ترمیم بافت های عصبی پس از آسیب دیدن توسط بیماری ها یا صدمات فیزیکی از توجه و حساسیت ویژه ای برخوردار است. آسیب های عصبی در دو دسته اصلی ضایعات اعصاب مرکزی و ضایعات اعصاب محیطی طبقه بندی می شوند. به خاطر تفاوت هایی که در ساختمان میکرو و ماکرو این دو دسته وجود دارد، نحوه ترمیم آن ها نیز با هم متفاوت است. درحال حاضر هیچ روش مشخصی برای درمان دستگاه عصبی مرکزی به صورت کلینیکی وجود ندارد. سختی کار در مورد دستگاه عصبی مرکزی به دلیل چگالی بین سلولی بسیار بالای آن نسبت به دستگاه عصبی محیطی و سرعت تکثیر پایین این سلول ها نسبت به سلول های عصبی محیطی می باشد. ثابت شده است که سلول های دستگاه عصبی محیطی توانایی خوبی در باز تولیدخود دارند. در این مطالعه سعی شده که روش های مختلف ساخت داربست (قالبگیری، استفاده از هالو فایبر، شستشوی نمک و جدایش فازی جامد - مایع) از پلی هیدروکسی بوتیرات بررسی و مزایا و معایب هر کدام ارائه شود. با توجه به اینکه یک راهگاه یا داربست عصبی باید چهار خصوصیت ویژه (زیست سازگاری و زیست تخریب پذیری، درصد تخلخل بالا، ساختار لوله ای شکل در حد میکرو و خواص مکانیکی لازم) را دارا باشد، این بررسی انجام شد. لازم به ذکر است که برای بهبود زیست سازگاری پلی هیدروکسی بوتیرات، در ابتدا فیلم این پلیمر تحت فرآیند پلاسمای گازی اکسیژن و دی اکسید کربن (با شرایط کنترل شده) اصلاح شد و پس از اصلاح با آنالیزهای طیف سنجی مادون قرمز، زاویه تماس قطره آب، اندازه گیری بار سطحی، میکروسکوپ الکترونی و اتمی، مطالعه رفتارهای حرارتی و مکانیکی و در انتها با کشت سلول b65 مورد بررسی قرار گرفت. نتایج حاصله گواه بر این بود که پس از اصلاح، سطح پلیمر دارای زیست سازگاری قابل قبولی بوده و این در حالی اتفاق افتاد که خواص توده پلیمر ثابت ماند. در ادامه با بررسی روش های ساخت داربست مشخص شد که سه روش اول، روش های کارآمدی نیستند زیرا داربست های ساخته شده با این روش ها ویژگی های لازم یک داربست عصبی مناسب را ندارند، البته راه حل هایی برای بهبود این روش ها ارائه شده است. اما روش جدایش فازی به علت هزینه های پایین و تولید داربست های مناسب مورد توجه بیشتر قرار گرفت و بررسی های بیشتری روی آن انجام گرفت. در این روش محلول پلی هیدروکسی بوتیرات در دی اکسان تحت یک گرادیان انتقال حرارت جهت دهی شده منجمد شد و حلال منجمد در دمای پایین و تحت فشار پایین در دستگاه فریز درایر از درون داربست بیرون کشیده شد. در این قسمت اثر درصد پلیمر در حلال و همچنین دمای انجماد محلول بر ساختار و خواص مکانیکی داربست بررسی شد. افزایش درصد پلیمر در محلول باعث افزایش چشمگیر خواص مکانیکی و کاهش تخلخل به میزان کم شد. دمای انجماد محلول اثر قابل توجهی بر ساختار داربست ها داشت. داربست های ساخته شده در دماهای بالا دارای ساختار لوله ای منظم بودند و با کاهش دما کاهش نظم در ساختار توبولار مشاهده شد. با بررسی رفتار حرارتی (dsc) محلول پلی هیدروکسی بوتیرات در دی اکسان و مقایسه آن با حلال خالص از طرفی، و بررسی خواص مکانیکی داربست ها از طرف دیگر این نتیجه بدست آمد که داربست های ساخته شده از محلول منجمد شده در دماهای پایین تر از دمای کریستالیزاسیون پلی هیدروکسی بوتیرات در حلال، خواص مکانیکی بهتری داشته که این پدیده اثر مستقیم بلورینگی بر خواص مکانیکی داربست ها را نشان می دهد. در پایان برای انجام آزمایشات in vitro و اثبات مناسب بودن داربست ها برای رشد سلول های عصبی، از سلول های p19 کارسینومای موشی جهت دهی شده به سمت سلول های عصبی استفاده شد، که پس از کشت، رشد و تکثیر بر روی داربست ها، به خوبی به سلول های عصبی تمایز داده شدند.

چکیده آنتی اکسیدانت 2 و -6 دی ترشری بوتیل - p - کرزول)bht(که مورد مصرف در لاستیک و اغلب محصولات پلیمری می باشد در اشل نیمه صنعتی تهیه گردید.بازده محصول 95 درصد می باشد.در تهیه این محصول، مواد جانبی نظیر -2 ترشری بوتیل - p - کرزول و الیگومرهای حاصل از ایزوبوتیلن درحد خیلی پائینی تشکیل گردید.واکنش با حضور اولئوم 66 be به نسبت وزنی 3 درصد در دمای 75 درجه سانتیگراد انجام شد. خالص سازی با تبلور مجدد به وسیله مخلوط آب - متانل انجام و محصول با خلوص 99/99 درصد به دست آمد.در نهایت خط تولید نیمه صنعتی طراحی و ساخته شد.سپس دو آنتی اکسیدانت جدید به نام [2و2و2و3و4و5و5 هگزامتیل هگزیل- 6 - ] ترشری بوتیل - 4 - متیل فنل و 2[2و2و3و4و5و5 هگزامتیل هگزیل- 6 - 4 - ] دی ترشری بوتیل فنل سنتز شدند . کارآیی این آنتی اکسیدانتها با مقایسه خواص مکانیکی - فیزیکی و حرارتی (مثل مقاومت کششی، کشش تاپارگی در شرایط زمانمندی حرارتی و استاندارد و نمودارهای حاصل به وسیله)tg , dsc مورد مطالعه قرار گرفت . این مطالعه با کاربرد این آنتی اکسیدانتها در لاستیک غیر دوده دار طبیعی)nr(و استایرن - بوتادین)sbr(وولکانیده انجام شد . نتایج حاصل از این مطالعات نشان می دهد که آنتی اکسیدانتها فنلی با تراکم فضایی بالا نسبت به دیگر اکسیدانتها از این خانواده کارآییی بهتری دارند .