زیست مهندسی ساختار پوست
روش مهندسی بافت برای ترمیم پوست > scaffold ها

علاوه بر انواع مختلف سلول‌ها، شبکه سه بعدی (یعنی ECM) که از ماکرومولکول‌های زیستی تشکیل شده‌است، مانند کلاژن و گلیکواسامینو گلیکان، نقش کلیدی در توسعه و بازسازی یک بافت را با ساختارها و توابع خاص دارد. بنابراین، اولویت اول در مهندسی بافت، ساخت scaffold با اجزای طراحی شده و ریزساختار است تا تقسیم کارکردهای ECM برای حمایت از نفوذ، تکثیر و تمایز سلول‌های بذر. در اصل،scaffold باید موارد خاص زیر را برآورده کند. اول، تخلخل بالا و اندازه منافذ کافی برای ارتقاء نفوذ سلولی و انتشار مواد مغذی در کل ساختار ضروری است. دوم، چارچوب باید فعال یا حتی به‌طور فعال از چسبندگی سلولی، تکثیر و تمایز برای ایجاد بافت جدید، حمایت کند. سوم، چارچوب ترجیحاً باید توسط بافت‌های اطراف جذب شود بدون حذف جراحی اضافی، با نرخی که تا حد امکان با بازسازی بافت سازگار باشد. بدین معنی است که چارچوب باید بتواند در داخل بدن یکپارچگی ساختاری ایجاد کند و به تدریج تجزیه شود، در حالی که سلول‌ها ساختار ماتریسی طبیعی خود را ساخت می‌کنند تا زمانی که نهایتاً بافت تازه ایجاد شده، بار بیش از حد مکانیکی را بگیرد.
بنابراین، استراتژی در طرح چارچوب اساساً به تقلید از اجزای و میکروارگانیسم بافت یا اندام هدف است، برای حمایت موقت برای رشد سلول‌ها و تنظیم روند بهبود و بازسازی. چارچوب پوست معمولاً از اجزای ECM مانند کلاژن و کندریتین سولفات تشکیل شده‌است. کلاژن جزء ECM اصلی از بافت همبند است و عمدتاً در فرم فیبرهای بلند در تاندون، رباط و غشا میانی پوست یافت می‌شود. این ترکیب از یک مارپیچ سه‌گانه با دو زنجیره یکنواخت (α1) تشکیل شده‌است که دارای زنجیره اضافی است که کمی در ترکیب شیمیایی آن (α2) متفاوت است. به خاطر تشابه ساختاری و عملکردی آن به ECM بومی و همچنین تجزیه زیستی، کلاژن با استفاده از مکمل پلی ساکارید در ابتدای ساخت مخلوط‌های زخم و چارچوب‌های پوست، از جمله برخی از محصولات معروف تجاری موجود استفاده می‌شد. به عنوان مثال، Integra® در درجه اول با کلاژن و کاندرویتین 6-سولفات (8٪ وزنی) طراحی شده‌است. پائول و همکاران با استفاده از کلاژن و گلیکواسامینوگلیکان‌ها که با پروتئین 1-اتیل-3،3- (دی متیل آمین پروپیل) کاربویدییمید متصل شده بود، یک چارچوب متخلخل ساختند. چارچوب پس از اجرا بر روی موش‌های آزماشگاهی می‌تواند به‌طور قابل توجهی زخم را بهبود بخشد.
به منظور تعادل برخی از معایب کلاژن، و حتی بیشتر از مواد طبیعی، مانند خواص مکانیکی ضعیف و انقباض شدید، بسیاری از درمان‌های پیوند تقاطعی برای افزایش استحکام ساختاری کلاژن توسعه داده شده‌است. ما قبلاً یک چارچوب کلاژن / کیتوزان با سازگاری خوب زیستی برای ترویج رشد فیبروبلاست و بازسازی درماتیک ساختیم.
کیتوزان به علت مزایای سازگاری زیستی، تجزیه زیستی، فعالیت‌های هموستاتیک و خواص ضد باکتریایی مورد استفاده قرار می‌گیرد.
سایر مواد طبیعی مانند ژلاتین، هیالورونان و فیبرین نیز به‌طور گسترده ای برای ساخت جایگزین‌های پوستی زیست‌محیطی استفاده می‌شود. به عنوان مثال لین و همکاران یک چارچوب ژلاتین / کندرییتین سولفات / هیالورونان با ساختار دو لایه ساخت و با بهبود میزان زخم با میزان بقای بالا به دست آوردند. لی و همکاران یک پوست بیو مصنوعی ساخته شده از ژلاتین و (1 → 3)، (1 → 6) -β-گلوکان ساختندو کارآیی بهبودی آن را با ماتریس پوستی زلال مقایسه کردند[41]. میزان ترمیم ثانویه نسبتاً بالاتر از زخم تحت درمان با پوست مصنوعی مشاهده شد. علاوه بر این، چارچوب‌های مبتنی بر پلیمر طبیعی می‌توانند از طریق برخی ترکیبات شیمیایی و لیگاندهای خاص بیولوژیکی به منظور به دست آوردن خواص بهتر به کار گرفته شوند.
ماتریس پوستی (ADM) اغلب قطعات و ساختار ECM طبیعی را حفظ می‌کند. این عمدتاً از طریق حذف سلول‌ها از ماتریس خارج سلولی غشا میانی پوست تشکیل شده‌است که بیشتر قادر به ارائه محیط میکرو برای رشد سلول‌ها از محل زخم است. در حال حاضر، AlloDerm®، ساخته شده توسط شرکت LifeCell، بیشتر به‌طور گسترده از محصولات موجود در بازار استفاده می‌شود. با این حال، اشکالات اصلی ADM در منابع محدود، ممکن است پاسخ ایمنی ناشی از کلاژن آلوژنیک و خطر ابتلا به ویروس باشد.
پلیمریات مصنوعی که معمولاً استفاده می‌شوند، پلی استر هستند مانند پلی اتیل اسید (PLA)، اسید پلی گلیکولیک (PGA) و پلی (اسید لاکتیک گلیکولیک) (PLGA) که توسط اداره غذا و داروی ایالات متحده (FDA) آزمایش شده‌است. چن و همکاران کلاژن ترکیبی با PLGA knitted برای ساخت یک چارچوب هیبرید که می‌تواند رشد فیبروبلاست‌ها و بازسازی غشا میانی پوست را افزایش دهد (شکل.3) درست کرده‌اند. Venugopal و همکاران غلظت پلی کاپرولاکتون متخلخل (PCL) / کلاژن با الکتروفیزین تولید کرده‌اند. نانوساختار به خوبی تعریف شده می‌تواند رشد و چسبندگی سلول‌ها را به خوبی تقویت کند.
دانشمندان علوم پیشرفته بافت، فیبروبلاست‌ها را در یک چارچوب PLA کشت می‌کنند تا یک غشا میانی پوست فعال مصنوعی ایجاد کنند (TransCyte®)، که توسط FDA برای درمان سوختگی درجه سوم تأیید شده‌است. به‌طور کلی، در مقایسه با پلیمرهای طبیعی، پلیمرهای مصنوعی ارزان تر هستند و سازگاری بیشتری دارند. آن‌ها می‌توانند با استفاده از تکنیک‌های ساخت مختلف برای ارائه خواص فیزیکی مختلف مورد استفاده قرار گیرند. برای غلبه بر نقایص تشخیص ضعیف سلولی، تغییر ساختار باید به منظور بهبود سازگاری بافت در نظر گرفته شود.