اجزای نانومتری در داربست‌های زیست‌سازگار یا زمینه‌ها(ماتریس)، محیط بسیار مناسبی را برای چسبندگی، تکثیر و رشد جهت دار سلول‌ها فراهم می‌کنند. می‌توان لیف‌ها و رشته‌های نازک آلی و غیرآلی زیست سازگار با قطرهای نانومتری را با زمینه‌های حاوی نانوالیاف سه‌بعدی مخلوط کرد. در این حالت جوانه‌زنی و تکثیر سلول‌ها بهتر می‌شود. می‌توان از این داربست‌ها یا زمینه‌های سه‌بعدی برای ساخت شکل‌های مناسب به‌منظور شبیه‌سازی بافت‌ها یا اندام میکرو و ماکرو که نیاز به تعمیر یا جایگزین‌‌شدن دارند، استفاده کرد.
معرفی پتنت_استفاده از زمینه‌های نانوفیبریل هیبریدی به‌عنوان وسایل مهندسی بافت
|
عنوان انگلیسی: Hybrid nanofibril matrices for use as tissue engineering devices شماره پتنت: ۶,۶۸۹,۱۶۶ نام پدیدآورندگان: Cato T. Laurencin; Frank K. Ko تاریخ ثبت: دهم فوریه ۲۰۰۴ |
|
مقدمه اجزای نانومتری در داربست‌های زیست‌سازگار یا زمینه‌ها(ماتریس)، محیط بسیار مناسبی را برای چسبندگی، تکثیر و رشد جهت دار سلول‌ها فراهم می‌کنند. می‌توان لیف‌ها و رشته‌های نازک آلی و غیرآلی زیست سازگار با قطرهای نانومتری را با زمینه‌های حاوی نانوالیاف سه‌بعدی مخلوط کرد. در این حالت جوانه‌زنی و تکثیر سلول‌ها بهتر می‌شود. می‌توان از این داربست‌ها یا زمینه‌های سه‌بعدی برای ساخت شکل‌های مناسب به‌منظور شبیه‌سازی بافت‌ها یا اندام میکرو و ماکرو که نیاز به تعمیر یا جایگزین‌‌شدن دارند، استفاده کرد. در این اختراع روش منحصربه‌فردی برای تولید نانوفیبریل‌های هیبریدی ابداع شده‌است. به‌دلیل مزایای نانوفیبریل‌های تولیدی با روش موجود در این اختراع، می‌توان از آنها در وسایل مهندسی بافت استفاده کرد. خلاصه اختراع این اختراع سه هدف را دنبال می‌کند: • تولید الیافی با قطری در حد نانومتر و استحکام کافی که برای فرایندهای نساجی مناسب باشد. در این اختراع به این الیاف نانوفیبریل گفته می‌شود • ایجاد روشی برای استفاده از نانوفیبریل‌ها در زمینه‌های حاوی نانوفیبریل • تولید یک ابزار مهندسی بافت که شامل یک زمینه نانوفیبریل با خواص تقویت‌شده در چسبندگی، تکثیر و رشد جهت دار سلول‌ها باشد. شکل(۱) به‌طور شماتیک سیستم ریسندگی الیاف هیبریدی را نشان می‌دهد. سیستمی که در آن از فرایند ریسندگی گردابی هوا(AVS) برای تولید زمینه‌های نانوفیبریل و الیاف یا رشته‌های مستحکم استفاده شده‌است. |
 |
|
بررسی جنبه‌های ابتکاری و مزایای اختراع به‌علت پیشرفت‌های صورت‌گرفته در زیست‌فناوری و توسعه بیومواد جدید در چند سال اخیر، مهندسی بافت گزینه‌ای برای توسعه ایمپلنت‌ها در جراحی تلقی شده‌است. برای ایجاد داربست‌های سه‌بعدی سودمند برای قرار دادن سلول‌ها و تکثیر آنها، درک فعل و انفعال سلول‌ها با مواد زمینه ضروری است. دسته وسیعی از الیاف‌ها با تخلخل‌ها و انحنا‌های مختلف برای استفاده در ایمپلنت‌های جراحی وجود دارد. به طور کلی الیاف نساجی قطری در حدود یک میکرومتر تا ده میکرومتر و۱denier در حدود ده تا ۳-۱۰ دارند. در حالی که الیاف حاصل از الکتروریسندگی دارای قطر و denier کمتری هستند. یکی از محدودیت‌های متداول این الیاف‌ها، نداشتن استحکام کافی الیاف‌های با قطر کمتر از دو میکرومتر در برابر شرایط سخت موجود در فرایندهای نساجی است. همچنین ظرافت کمتر الیاف‌های با قطر کمتر از دو میکرومتر، باعث چسبندگی سطح آنها در حین فرایندهای نساجی می‌شود. در این اختراع، نانوفیبریل‌های تولیدشده دارای قطری در حدود ۴-۱۰ انگستروم تا صد نانومتر و nanodenier در حدود ۹-۱۰ هستند. با ترکیب نمودن نانوفیبریل‌های تولیدی با الیاف و رشته‌های مستحکم‌تر، نانوفیبریل‌ها دارای استحکام کافی برای استفاده در فرایندهای نساجی خواهند بود. همچنین مشکل مربوط به تماس سطحی و چسبندگی الیاف‌ها با استفاده از سیستم‌های برپایه پنوماتیک(هوا) یا سیال به حداقل مقدار ممکن می‌رسد؛ لذا این اختراع توانسته‌است به هدف اول خود که تولید الیافی با قطر نانومتری و استحکام کافی برای فرایندهای نساجی بود، دست پیدا کند. در این اختراع از فرایند ریسندگی گردابی هوا (AVS) برای تولید زمینه‌هایِ حاوی نانوفیبریل و الیاف‌ها یا رشته‌های مستحکم استفاده شده‌است. با کنترل درست پارامترهای فرایند می‌توان زمینه‌های متنوع زیادی را که شامل نافیبریل‌هایی با سطح، میکروتخلخل و استحکام متفاوتی هستند، برای استفاده از آنها در شرایط خاص و ویژه تولید کرد. نکته آخر در رابطه با نانوفیبریل‌های تولیدی در این اختراع، افزایش فعل و انفعال داربست‌ها یا زمینه با سلول‌ها، مثلاً سلول‌های استخوان‌ساز (osteoblast)، است. نتایج آزمایشگاهی نشان داده‌است که الگوی رشد سلول‌ها با ابعاد اجزای موجود در زمینه یا سلول ارتباط دارد و استفاده از زمینه حاوی اجزای نانومتری زیست‌سازگار سبب افزایش چسبندگی سلول‌ها و بهبود الگوی رشد آنها در وسایل مهندسی بافت می‌شود. در نتیجه این اختراع برای استفاده در وسایل مهندسی بافت مانند، ایمپلنت‌ها، بسیار مفید است. |
