در حال حاضر توجه زیادی به استفاده از بیوپلیمرها در داربست ها و ایمپلنت های پزشکی شده است. در این میان، بیوپلیمرهایی مانند کیتوسان، ژلاتین و آلژینات به دلیل تشابه شیمیایی و بیولوژیکی به بافت های زنده، بیشتر مورد توجه قرار گرفته اند. با این حال، برای افزایش خواص مکانیکی داربست های پایه بیوپلیمری، فاز تقویت کننده به آن ها اضافه می شود. نانوتقویت کننده های خواص مکانیکی می توانند یک مزیت اضافی را به ساختارهای پایه پلیمری اضافه کنند و علاوه بر افزایش استحکام، سازگاری زیستی با سلول (cytocompatibility) را نیز تقویت می کنند. مطالعات نشان داده اند که داربست های نانوساختار سازگار با سلول های زنده، اگر دارای تخلخل، سفتی دیواره حفره نانومتری، اتصال بین حفرات و خواص مکانیکی تر خوب باشند، موثرتر واقع می گردند. با این حال، به دلیل عدم کنترل دقیق اندازه حفرات در فرایندهای گذشته، محققین نتوانسته اند ساختاری با حفرات مهندسی شده را تولید کنند.
فناوری پرینت سه بعدی فرصت ویژه ای را برای توسعه ساختارهای سه بعدی با تخلخل یکنواخت یا تدریجی (مهندسی تخلخل) فراهم می کنند که برای بازسازی بافت با استفاده از بیو-نانوکاموزیت ها مورد نیاز است. مهم ترین مشخصۀ فناوری پرینت سه بعدی این است که امکان ساخت داربست های زیستی بر اساس اندازه، شکل، ساختار حفره و جهت گیری حفرات را فراهم می کند که برای ترمیم و بازسازی بافت مناسب هستند. در مقاله ای که در مجله معتبر Nanoscale منتشر شده است، برای حل مشکلات قبلی از فناوری پرینت سه بعدی برای ساخت داربست های زیستی سازگار با محیط بدن همراه با استحکام مکانیکی بالا استفاده شده است. در این کار پژوهشی، ابتدا جوهر هیدروژل از ژلاتین و آلژینات سدیم که با نانوکریستال های سلولز تقویت شده اند، ساخته شد. سپس این جوهر برای پرینت سه بعدی ساختارهای مورد نظر، در تجهیزات پرینت سه بعدی قرار گرفت. با کنترل پارامترهایی مانند ترکیب اولیه جوهر، نرخ جریان، سرعت پرینت و نیز جابجایی نازل حین پرینت کردن، ساختار نهایی این داربست ها کنترل شد. در نتیجۀ این پژوهش، از طریق پرینت سه بعدی، داربست های هیدروژل نانوکریستال سلولز ساخته شد که ساختار حفرات در آن کنترل شده است. این ساختار می تواند برای بازسازی و ترمیم بافت مورد استفاده قرار گیرد.
تحقیقات در زمینه بیوفناوری و ساخت ساختارهای مناسب برای بهبود ناتوانی های انسانی، با سرعت بالایی در جریان است، توسط افرادی که دغدغه فکریشان، کمک به سلامتی دیگران است.
گروه علمی و پژوهشی مهندسی و علم مواد (MatRes)