ساخت و مطالعه داربست های مهندسی بافت

امروزه هدف اصلي استفاده از داربست  مهندسی بافت بازسازي مجدد بافت هاي بدن است.هر بافت ويژگي هاي بيولوژيكي و نيز فيزيكي مانند اندازه و شكل خاص خود را دارد . بنابراين هر داربست درعمل بايد توانايي وارد كردن آثار بيولوژيكي و مكانيكي خاص را به منظور بهبود و تغيير رفتار سلولي دارا باشد . بدين منظور هر داربست براساس خواص بافت هد فش طراحي مي شود . انتخاب نوع و جنس داربست در مهندسی بافت مهمترين بخش كار است به طوري كه در نهايت جايگزين بافت آسيب ديده مي شود.

داربست نه تنها اجازه اتصال سلول ها را به خود مي دهد، بلكه باعث مهاجرت سلول ها، نقل و انتقال فاكتور هاي بيوشيميايي ، انتشار مواد غذايي، مواد زايد و نيز مواد توليدي سلول ها مي شود . براي رسيدن به اين هدف، داربست باید دارای یک سری ويژگی‌های ساختاری باشد. با استفاده از روش‌های مرسوم ساخت داربست ساختارهای متخلخل پيوسته به دست می‌آيد .اين روش‌ها به طور كلی در هشت گروه جای می‌‎گیرند و هر يک دارای مزایا و معایبی هستند كه به آن‌ها اشاره خواهد شد:

• ساخت داربست به روش خود تجمعی:

  خود تجمعي مولكولي يكي از روش هايي است كه براي ساخت داربست هاي زيستی در مهندسی بافت به كار مي رود. در اين روش از ذراتي استفاده مي شود كه تمامي آن ها از لحاظ ويژگي هاي فيزيكي مانند اندازه و نيز ويژگي هاي شيميايي مشابه اند. براي اين روش نانوذرات كانديداي مناسبي است . با اين تجمع ، ساختار هاي متخلخل به دست می‌آيد. در اينجا نيز ساختارها برمبنای ماتريكس خارج سلولی است.

• ساخت داربست به روش اتصال رشته‌ای:

  در حالت اتصال رشته‌ای، ساختمان متخلخل داربست با اتصال الياف به يكديگر به وجود مي آيد به طوري كه در نقطه تقاطعي الياف ، حفرات داربست شكل مي گيرند . اين روش ساخت نوعي ازتكنولوژي نساجي است كه مواد اوليه آن شبكه‌ای غير بافته شده از پليمرهای تخريب‌پذير است. در اين روش از پلیمرهای  PLA و PGA استفاده شده است. پايداری داربست در اين نوع روش كم است؛ بنابراين با كاشت سلول‌ها روی آن تغییر شكل داربست مشاهده می‌شود . به همين دليل برای افزايش ويژگی‌های مكانيكی داربست تيمار هايی روی داربست‌ها انجام داده‌اند.

• ساخت داربست به فروشویی ذره‌ای و قالب‌گیری حلال:

اين روش راحت ترين روش براي تهيه داربست هاي متخلخل است.در این حالت پلیمر در حلال آلی مناسب حل می شود سپس محلول حاصل در قالب های ریخته می شود که این قالب ها با ذرات پروژن پر شده اند. ذرات پروژن مي تواند مواد متفاوتي از جمله نمك غير آلي مانند سديم كلريد، كريستال هاي ساكارز و يا ذرات ژلاتین و پارافين باشد. اندازه اين ذرات پروژن، اندازه حفرات داربست ها را تعيين مي كند. نسبت مخلوط كردن ذرات پروژن با مقدار پليمر ميزان تخلخل در داربست را نشان مي دهد به طوري كه در يك حجم مشخص از پليمر هر چه تعداد اين ذرات بيشتر باشد تخلخل آن داربست بيشتر است.

• ساخت داربست به گازكف:

دراين روش از گاز دي ااكسيد كربن با فشار بالا براي ايجاد حفره در داربست استفاده مي شود. به طوري كه پليمر را روي صفحات مشبكي قرار داده و براي چند روز در معرض با فشار بالا قرار مي دهند. در حالت پليمر با اين گازدی اکسید کربن اشباع مي شود . سپس فشار روي داربست را كم مي كنند و به سطح فشار اتمسفر مي رسانند. به اين ترتيب حلاليت گاز در پليمر كاهش ياف ته و گاز از پليمر خارج مي شود. با خروج گاز حفرات در داربست شكل مي گيرد.

• ساخت داربست به امولسيون يخ خشک:

دراين روش ابتدا پليمر هاي تخريب پذير در حلال مناسب حل می شوند.برای مثال،PLA یا PGA به ترتیب در حلال های آلی مناسب  يعني دي كلرومتان و كلريد متيلن و كلاژن در حلال اسيدي يعني استيك اسيد يا هيدروكلريك اسيد حل و سپس به محلول حاصل آب اضافه مي شود.

در اين حالت امولسيوني از آب و روغن به دست مي آيد که اين مخلوط را به هم زده و در قالب مي ريزند و بدين ترتيب اجازه جداشدن دو فاز را نمي دهند. و ذرات آب در داخل مخلوط پراكنده و فاز آلي به صورت پيوسته است. قالب را در نيتروژن مايع مي گذارند تا منجمد شود و سپس با روش خشک کردن یخ،آب و حلال آلی از محیط حذف می شود. با خروج اين مواد در داخل پليمر حفرات ايجاد  می شود.

• ساخت داربست به روش حرارتی ناشی از جداسازی فاز:

اين روش نيز مانند روش قبل براساس جداسازي دو فاز است . در اين فرآيند به حلال با نقطه ذوب پايين نياز است تا اين حلال به سرعت تصعيد شود.

• قالب‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌گيری گداز: در اين پروسه قالب تفلون را با پودر PLGA و ميكروسفر هاي ژلاتين پر مي كنند. اين ميكروسفر ها در اندازه هاي مشخص ساخته شده و بسته به كاربرد داربست هدف استفاده مي شود . اندازه اين ميكروسفر ها اندازه خلل و فرج داربست را تعيين مي كند. پس از پر كردن قالب ، دماي آن را افزايش مي دهند در حالي كه روي مخلوط فشار زيادي را إعمال مي كنند.با این روش ذرات PLGA در هم فرو رفته و به يكديگ ر متصل مي شود. پس ازآن ، قالب تفل ون را برداشته و داربست حاصل را در آب غوطه ور مي كنند و با اين كار ذرات ژلاتين شسته شده و ازداربست حذف میشود.در نهایت ساختار متخلخل PLGA به دست مي آيد كه اين داربست شكل قالب را به خود مي گيرد ومی توان در اندازه هاي مختلف آن را به دست آورد.
• الكتروريسی: روش ريسندگي الكتريكي پركاربردترين روش ساخت داربست ها است. اين روش بسيار ساده بوده و در سطح آزمايشگاه نيز مي توان آن را انجام داد . در اين روش از يك سرنگ، يك صفحه جمع كننده به همراه ولتاژ 10 تا 20 كيلوولت استفاده مي شود.