Rusztowania inżynierii tkankowej to konstrukcje wykonane ze sztucznych lub naturalnych substancji, które działają jak kształt, na którym mogą rosnąć komórki. Rusztowanie może być obojętne i nie wchodzić w interakcje z rosnącymi na nim komórkami lub może aktywnie pomagać komórkom we wzroście poprzez uwalnianie sygnałów chemicznych. Takie rusztowania są przydatne w odbudowie lub zastąpieniu utraconej tkanki ludzkiej.
Podstawą inżynierii tkankowej jest laboratoryjne tworzenie nowych komórek i struktur biologicznych w celu zastąpienia utraconych lub nieprawidłowo działających tkanek i narządów. Aby to zrobić, inżynierowie tkanek potrzebują kształtu — lub rusztowania — na którym będą hodowane komórki, ponieważ komórki wyhodowane w laboratorium nie tworzą same z siebie kształtów; zamiast tego rozchodzą się w dwuwymiarowej formie. Rusztowania są zaprojektowane tak, aby zachęcać komórki do przyczepiania się i wzrostu w określonym, z góry określonym kształcie.
Rusztowania mogą być wykonane z różnych materiałów. Należą do nich tworzywa sztuczne, proteiny jedwabiu, ceramika fosforanu wapnia, a nawet naturalne polimery, takie jak kolagen. W 2010 roku hiszpański szpital badawczy eksperymentował na ludzkich sercach pobranych od dawców i pozbawionych wszystkich komórek, pozostawiając za sobą strukturę kolagenu. Celem było pobranie komórek od pacjenta, który potrzebuje przeszczepu serca i umożliwienie im wzrostu na strukturze kolagenu, tworząc nowe serce, którego układ odpornościowy nie atakuje jako obcego.
Rusztowanie inżynierii tkankowej musi być porowate. Pory umożliwiają komórkom łączenie się i przyleganie do siebie. Idealnie, rusztowanie powinno również uwalniać substancje chemiczne, które pomagają promować migrację komórek, adhezję komórek i różnicowanie w wyspecjalizowane komórki. Inną zaletą niektórych rusztowań inżynierii tkankowej jest to, że ulegają one biodegradacji, więc ulegają rozkładowi, gdy komórki uformują się w pożądany kształt.
Głównym problemem z niektórymi rusztowaniami inżynierii tkankowej jest to, że komórki potrzebują tlenu i składników odżywczych do wzrostu. Komórki mogą w pewnym stopniu migrować do porów rusztowania. Jednak gdy komórki zaczną wnikać zbyt głęboko w pory, nie otrzymują wystarczającej ilości składników odżywczych ani tlenu, ponieważ górne warstwy komórek blokują przepływ składników odżywczych i tlenu do niższych warstw. Jedna innowacja, zwana rusztowaniem o stałej formie (SFF), pozwala obejść ten problem, ponieważ została zaprojektowana ze sztucznymi naczyniami krwionośnymi, które przenoszą te składniki odżywcze po strukturze i usuwają produkty przemiany materii. W 2011 roku eksperymentowano na rusztowaniach inżynierii tkankowej SFF, aby udoskonalić system sztucznych naczyń krwionośnych, tak aby można było wytwarzać duże, złożone narządy.
Naukowcy stworzyli już skórę, wysiewając komórki skóry pacjenta na strukturę kolagenu. Skóra jest strukturą dwuwymiarową, więc kwestia dyfuzji tlenu i składników odżywczych nie hamuje rozwoju. Ta skóra jest stosowana w leczeniu przeszczepów skóry.