Los andamios de ingeniería de tejidos son estructuras hechas de sustancias artificiales o naturales que actúan como una forma en la que las células pueden crecer. El andamio puede ser inerte y no interactuar con las células que crecen en él, o puede ayudar activamente a que las células crezcan liberando señales químicas. Estos andamios son útiles para ayudar a reconstruir o reemplazar el tejido humano perdido.
La base de la ingeniería de tejidos es la creación en el laboratorio de nuevas células y estructuras biológicas para reemplazar tejidos y órganos perdidos o en mal funcionamiento. Para hacer esto, los ingenieros de tejidos necesitan una forma, o andamio, sobre el cual crecer las células, porque las células que crecen en el laboratorio no forman formas por sí mismas; en cambio, se extienden en una forma bidimensional. Los andamios están diseñados para alentar a las células a adherirse y crecer en una forma predeterminada específica.
Los andamios se pueden fabricar con una variedad de sustancias. Estos incluyen plásticos, proteínas de seda, cerámicas de fosfato de calcio e incluso polímeros naturales como el colágeno. En 2010, un hospital de investigación español estaba experimentando con corazones humanos tomados de donantes y despojados de todas las células, dejando atrás la estructura del colágeno. El objetivo era tomar células de un paciente que necesita un trasplante de corazón y permitir que las células crezcan en la estructura de colágeno, creando un nuevo corazón que el sistema inmunológico no ataca como extraño.
Un andamio de ingeniería de tejidos debe ser poroso. Los poros permiten que las células se interconecten y se adhieran entre sí. Idealmente, el andamio también debería liberar sustancias químicas que ayuden a promover la migración celular, la adhesión celular y la diferenciación en células especializadas. Otro beneficio de algunos andamios de ingeniería de tejidos es que son biodegradables, por lo que se descomponen una vez que las células se han formado en la forma deseada.
Un problema importante con algunos andamios de ingeniería de tejidos es que las células necesitan oxígeno y nutrientes para crecer. Las células pueden migrar a los poros del andamio hasta cierto punto. Sin embargo, una vez que las células comienzan a penetrar demasiado en los poros, no reciben suficientes nutrientes u oxígeno, porque las capas superiores de las células bloquean el movimiento de los nutrientes y el oxígeno hacia las capas inferiores. Una innovación, llamada andamio sólido de forma libre (SFF), soluciona este problema, porque está diseñado con vasos sanguíneos artificiales que transportan estos nutrientes alrededor de la estructura y eliminan los productos de desecho. Los andamios de ingeniería de tejidos SFF se experimentaron en 2011 para perfeccionar el sistema de vasos sanguíneos artificiales de modo que se puedan producir órganos grandes y complejos.
Los científicos ya han creado piel sembrando células de la piel del paciente en una estructura de colágeno. La piel es una estructura bidimensional, por lo que el problema de la difusión de oxígeno y nutrientes no ha frenado el desarrollo. Esta piel se usa en tratamientos que involucran injertos de piel.