ضایعات وسیع استخوانی که به نحوی منجر به از دست رفتن ساختار و عملکرد اولیه آن شود یکی از مشکلات بزرگ علم ارتوپدی امروز است. تا به امروز راهکارهای درمانی بسیاری در جهت کاهش و رفع این مشکل ارائه شده است. روش های متداول در جایگزینی بافت استخوان استفاده از پیوندهای اتوگرافت (استفاده از بافت استخوانی خود بیمار) و آلوگرافت (از یک اهداکنندهی عضو) می باشد . مشکلات پیوندهای اتولوگ که به طور طبیعی از ایلیاک کرست بدست می آید، شامل احساس ناخوشی و درد در محل اهدا کننده و محدودیت مقدار می باشد. از سویی دیگر پیوند های آلوگرافت پتانسیل آلودگی یا مشکلاتی نظیر عفونت، شکستگی یا پاسخهای ایمنی بدن میزبان را به همراه دارند .
یکی از امیدبخشترین فرآیندهای درمانی، استفاده از تکنیکهای مهندسی بافت در کاهش سطح ضایعات استخوانی می باشد. امروزه اکثر تحقیقاتی که در زمینه مهندسی بافتهای سخت صورت میگیرد بر ساخت بیومواد تخریب پذیر، کشت آزمایشگاهی (in vitro) سلولهای مولد استخوان بر روی این مواد و سپس کشت درون بدنی (in vivo) این سازههای مهندسی بافت شده در محل بافت معیوب متمرکز گردیده است . بر این اساس، مهندسی بافتهای سختی مانند استخوان شامل سه مرحلۀ کلی میباشد. نخستین مرحله ساخت یک داربست متخلخل از جنس بیومواد زیست تخریب پذیراست که برای چسبندگی و تکثیر سلولها تهیه میگردد و با مهیا نمودن شرایط بازسازی استخوان، امکان تشکیل بافت استخوانی جدید در موضع آسیب دیده را فراهم مینماید. این داربست، طرح ساختمان بافتی را که قرار است در آن به وجود آید، دارا میباشد. مرحله بعدی شامل کشت سلولهای استخوانساز در درون حفرهای داربست متخلخل است که از طریق نشاندن سلولها بر سطح و نفوذ آنها به درون (در داربستهای متخلخل صلب) و یا مخلوط کردن سوسپانسیون سلولی با ماده سازنده داربست (در داربستهای هیدروژلی) انجام میشود. در این مرحله، داربستهای حاوی سلولهای استخوانساز را جهت رشد و تکثیر این سلولها در محیط کشت قرار میدهند. در آخرین مرحله نیز داربستهای حاوی سلولهای استخوانساز را در ناحیه آسیب دیده تعبیه میکنند. داربست متخلخل به محض مستقر شدن در ناحیه آسیب دیده، با سرعتی مناسب شروع به تخریب نموده و همزمان با آن، سلولهای کاشته شده در درون داربست به رشد و تکثیر و تمایز خود ادامه میدهند که نهایتاً منجر به تشکیل بافت استخوانی جدید میشود .
در این تحقیق گروهی تلاش بر ساخت داربستی مناسب برای بدست آوردن استحکام بالا و زیست فعالی مناسب خواهد بود. در مرحله بعد در صورت فعال بودن دانشجویان داربست فوق همراه با سلولهای مزانشیمال کشت داده شده بر روی آن در مدل حیوانی آسیب استخوانی قرار داده میشود. آسیب در استخوان کالواریای رت ایجاد خواهد شد و پس از مدت زمان 3 ماه توانایی داربست فوق در ترمیم نقص استخوانی ایجاد شده با مطالعات بافتی مورد بررسی قرار خواهد گرفت. بدین ترتیب آشنایی دانشجویان طرح، با روش های جدید شکستگی استخوان و ایجاد مدل شکستگی استخوان از اهداف مهم تحقیق است.
