در این پژوهش، ابتدا به بررسی یک سازه نانولیفی مقرون به صرفه و قابل دسترس از نانوالیاف پلی کاپرولاکتون/ژلاتین/سفیده تخم مرغ به منظور کشت سلول های پوستی فیبروبلاست پرداخته شد که در میان لایه های الیافی از جنس پلی اورتان قرار گیرد. سپس طراحی این لایه های الیافی از جنس پلی اورتان به گونه ای انجام شد که علاوه بر تنفس پذیری استحکام مناسب برای ساختار چندلایه جایگزین چرم طبیعی را داشته باشد. در ابتدا عوامل مؤثر در فرآیند الکتروریسی نظیر ولتاژ اعمالی، فاصله نازل تا جمع کننده، غلظت محلول پلیمری، ترکیب درصد پلیمرها و ریخت شناسی الیاف بررسی و شرایط بهینه برای تولید نانوالیاف پلی کاپرولاکتون/ژلاتین در رویکرد سلولی و نانوالیاف سلولز استات/ژلاتین در رویکرد غیر سلولی تعیین شد. سپس، برای بررسی تأثیر سفیده تخم مرغ در ترکیب نانوالیاف و تعیین درصد بهینه آن، نانوالیاف پلی کاپرولاکتون/ژلاتین حاوی 0، 5، 10 و 15 درصد وزنی سفیده تخم مرغ تولید شد و ویژگی های ریخت شناسی، خواص فیزیکی، شیمیایی، مکانیکی و زیستی آن ها مورد آزمون قرار گرفت. میانگین قطر نانوالیاف پلی کاپرولاکتون/ژلاتین با درصدهای مختلف سفیده تخم مرغ به ترتیب 50.5 231.7، 67.9 276.2 و 8.4 434.11 نانومتر اندازه گیری شد. نتایج آزمون FT-IR نشان داد که بین پلی کاپرولاکتون، ژلاتین و سفیده تخم مرغ سازگاری وجود دارد و الکتروریسی ترکیب این سه ماده منجر به تشکیل ساختار شیمیایی جدید نمی شود. همچنین آزمون زاویه تماس نشان داد که افزودن سفیده تخم مرغ به نانوالیاف پلی کاپرولاکتون/ژلاتین موجب کاهش قابل توجه آب دوستی نانوالیاف می گردد که این کاهش با افزایش درصد سفیده تخم مرغ تشدید می شود. مطالعات سلولی نیز برای ارزیابی سمیت، چسبندگی و رشد سلول های فیبروبلاست بر روی سازه های نانولیفی انجام شد. بر اساس نتایج حاصل از کشت سلول، نانوالیاف پلی کاپرولاکتون حاوی 10 درصد سفیده تخم مرغ مناسب ترین عملکرد را برای کشت سلول های فیبروبلاست نشان داد.
بخش لایه سازی با بی بافت های پلیاورتان، طی چهار مرحله انجام شد. در مرحله اول، نانوالیاف سلولز استات/ژلاتین با نسبت های مختلف (0:100)، (15:85)، (30:70) و (45:55) در شرایط بهینه الکتروریسی تولید گردید. این نانوالیاف با هدف ایفای نقش لایه تهیه شده از فعالیت زیستی سلول های فیبروبلاست و قرارگیری میان لایه های ایجاد شده در مراحل بعدی تهیه شد. سپس بی بافت پلی اورتان با استفاده از پرس حرارتی لایه های مختلف، به منظور ایجاد یک لایه پلیمری متخلخل تهیه شد. در مرحله سوم، نانوالیاف سلولز استات/ژلاتین با نسبت های مختلف بین دو لایه فیلم متخلخل قرار داده شدند. در نهایت، ساختار نهایی با افزایش تعداد لایه ها از طریق پرس حرارتی ایجاد گردید. آزمون های مشخصه یابی چندلایه های پلی اورتان با استفاده از تست های نفوذپذیری هوا، بخار آب و مدیریت رطوبت نشان داد که نمونه دولایه به دلیل وجود منافذ بزرگ و ساختار شبکه ای قادر به عبور قطرات آب بوده و برای کاربرد در سازه الیافی چندلایه مناسب نیست. از سوی دیگر، نمونه هشت لایه فاقد منافذ کافی برای عبور بخار آب و هوا بود. لذا، نمونه های چهار و شش لایه پلی اورتان که از نظر انسجام و ابعاد منافذ در محدوده مناسب قرار داشتند، برای ادامه پژوهش انتخاب شدند. در مرحله قرارگیری نانوالیاف حاوی نسبت های مختلف سلولز استات به ژلاتین بین این نمونه ها، آزمون های برداشت آب، ثبات ژلاتین در محلول آبی و انتقال بخار آب نشان داد که نانوالیاف تهیه شده از سلولز استات/ژلاتین با نسبت 70 به 30 شرایط بهینه تری را برای تهیه سازه الیافی چندلایه ایجاد می کند و از سوی دیگر، تولید نانوالیاف با این نسبت پلیمری در مقایسه با سایر نسبت ها از سهولت بیشتری برخوردار است. بدین ترتیب، نسبت پلیمری سلولز استات/ژلاتین 70 به 30 به عنوان ترکیب نانولیفی بهینه انتخاب شد. در پایان، نتایج آزمون های انجام شده بر روی سازه الیافی چندلایه و مقایسه آن با چرم طبیعی و مصنوعی نشان داد که ویژگی های مرتبط با خواص راحتی نمونه ها قابلیت کنترل از طریق تغییر عواملی همچون تعداد لایه های پلی اورتان و تعداد واحد های سازنده سازه الیافی چندلایه را دارند.