ساختارهای هیدروژلی با ویژگی ­های مورفولوژیکی در سطح میکرو به دلیل ظرفیت تحریک مناسب و کنترل­ شده رفتارهای سلولی، دارای کاربردهای فراوانی در مهندسی بافت و پزشکی بازساختی هستند. در پژوهشی که با همکاری محققان ایرانی از کشورهای دانمارک و کانادا صورت گرفته است، روشی آسان برای ایجاد فایبرهای سخت شیاردار و هیدروژل­ های توخالی ارائه شده است. در ساخت این فایبرها، امکان کنترل روی سطح مقطع، مورفولوژی سطح، تخلخل و ترکیب مواد مختلف وجود دارد. در مراحل بعد، این فایبرها به صورت ساختارهای سه بعدی بافته شدند.

بدین منظور ابتدا با استفاده از فناوری چاپ سه­ بعدی، قالب­ های نگاتیو دارای سطح مقطع ­های مختلف از جنس PLA، برای ایجاد اکسترودر نهایی از جنس PDMS ساخته شد. سپس به منظور ایجاد فایبرهای شیاردار، آلژینات در غلظت ­های مختلف از طریق اکسترودرهای ساخته شده، به داخل حمامی از کلسیم ­کلرید اکسترود شد. برای ایجاد ساختارهای توخالی، پلیمر آگاروز حل شده در محلول کلسیم ­کلرید به داخل حمامی از آلژینات اکسترود شد و سپس عمل حذف پلیمر آگاروز به عنوان پلیمر فداشونده و تشکیل ساختار توخالی نهایی از دیواره آلژیناتی صورت گرفت.

همچنین ظرفیت این فایبرها به منظور ارائه انواع مشخصه ­های بیوفیزیکی و بیوشیمایی از طریق استفاده از میکروکره ­های حاوی دارو، مواد رسانا و ذرات مغناطیسی نشان داده شد؛ که امکان استفاده از این فایبرها در کاربردهای انتقال دارو، ابزارهای طبی پوشیدنی و کاشتنی و همچنین رباتیک نرم را فراهم میکند. اثر شیار روی فایبرها بر جهت گیری سلولی روی انواع مختلفی از رده ­های سلولی ارزیابی شد. نتایج حاکی از تمایز ماهیچه­ ای کنترل شده سلول ­های C2C12 در اثر استفاده از فایبرهای شیاردار بود. نوید آن می­رود که در آینده­ ای نه چندان دور، ایجاد سطح مقطع­ ها و اندازه ­های مختلف در این فایبرها اولا باعث پیش­ بینی رفتارهای سلولی روی مورفولوژی ­های متفاوت و دوما موجب تمایز مناسب انواع رده ­های سلولی به بافت مورد نظر گردد.

منبع:

https://pubs-acs-org.ezp2.semantak.com/doi/full/10.1021/acsami.9b23063#