Schelele de inginerie tisulară sunt structuri realizate din substanțe artificiale sau naturale care acționează ca o formă pe care celulele pot crește. Schela poate fi inertă și nu interacționa cu celulele care cresc pe el sau poate ajuta în mod activ celulele să se dezvolte prin eliberarea de semnale chimice. Astfel de schele sunt utile pentru a ajuta la reconstruirea sau înlocuirea țesutului uman pierdut.
Baza ingineriei tisulare este crearea în laborator de noi celule și structuri biologice pentru a înlocui țesuturile și organele pierdute sau care funcționează defectuos. Pentru a face acest lucru, inginerii de țesuturi au nevoie de o formă – sau schelă – pe care să crească celulele, deoarece celulele crescute în laborator nu formează forme de la sine; în schimb, ele se răspândesc într-o formă bidimensională. Schelele sunt concepute pentru a încuraja celulele să se atașeze și să crească într-o formă specifică predeterminată.
Schelele pot fi făcute dintr-o varietate de substanțe. Acestea includ materiale plastice, proteine de mătase, ceramică cu fosfat de calciu și chiar polimeri naturali, cum ar fi colagenul. În 2010, un spital de cercetare spaniol făcea experimente pe inimi umane prelevate de la donatori și îndepărtate de toate celulele, lăsând în urmă structura colagenului. Scopul a fost de a preleva celule de la un pacient care are nevoie de un transplant de inimă și de a permite celulelor să crească pe cadrul de colagen, creând o nouă inimă pe care sistemul imunitar nu o atacă ca fiind străină.
O schelă de inginerie tisulară trebuie să fie poroasă. Porii permit celulelor să se interconecteze și să adere între ele. În mod ideal, schela ar trebui să elibereze și substanțe chimice care ajută la promovarea migrației celulelor, a aderenței celulare și diferențierii în celule specializate. Un alt beneficiu al unor schele de inginerie tisulară este că sunt biodegradabile, astfel încât se descompun odată ce celulele s-au format în forma dorită.
O problemă majoră cu unele schele de inginerie tisulară este că celulele au nevoie de oxigen și nutrienți pentru a crește. Celulele pot migra într-o anumită măsură în porii schelei. Odată ce celulele încep să pătrundă prea adânc în pori, totuși, ele nu primesc suficienți nutrienți sau oxigen, deoarece straturile superioare ale celulelor blochează mișcarea nutrienților și a oxigenului în straturile inferioare. O inovație, numită schelă solidă liberă (SFF), rezolvă această problemă, deoarece este proiectată cu vase de sânge artificiale care transportă acești nutrienți în jurul structurii și elimină deșeurile. Schelele de inginerie tisulară SFF au fost experimentate în 2011 pentru a perfecționa sistemul de vase de sânge artificiale, astfel încât să poată fi produse organe complexe mari.
Oamenii de știință au făcut deja piele prin însămânțarea celulelor pielii pacientului pe o structură de colagen. Pielea este o structură bidimensională, astfel încât problema difuzării oxigenului și a nutrienților nu a împiedicat dezvoltarea. Această piele este utilizată în tratamentul care implică grefe de piele.