زیست مهندسی ساختار پوست

پوست به عنوان بزرگترین عضو بدن در مهره داران، نقش اساسی در ایجاد مانع در مقابل محیط خارجی دارد. از اندام‌های داخلی از اختلالات مکانیکی، عوامل میکروبی بیماری‌زا، اشعه و از دست دادن مایع بدن محافظت می‌کند و همچنین دارای توابع تنظیم حرارتی و دفاع ایمنی است. پوست دارای سه لایه آناتومیک از بالا به پایین است، همانطور که در شکل1 نشان داده شده‌است. لایه اپیدرمی بالا دارای ضخامت حدود 0.1-0.2 میلی‌متر است و عمدتاً از کراتینوسیت‌ها تشکیل می‌شود که تنها از شبکه مویرهٔ مجاور اولیه تشکیل شده‌است. کراتینوسیت‌ها از سلول‌های غشاء میانی پوست به‌طور مداوم تمایز پیدا می‌کنند، هسته خود را از دست می‌دهند، در نهایت لایه کراتین را تشکیل می‌دهند، و بعداً ریخته می‌شوند . لایه زیرین غشا میانی پوست به‌طور مستقیم با اپیدرم با هم ترکیب شده‌است. اگر چه ضخامت غشا میانی پوست برای قسمت‌های مختلف بدن تغییر می‌کند، در درجه اول از فیبروبلاست‌ها و ماتریس خارج سلولی (ECM) مانند کلاژن نوع I، الاستین و گلیکواسامینو گلیکان‌ها (GAGs) تشکیل شده‌است. غشا میانی پوست می‌تواند با لمس غنی و پیچیده اعصاب و خون، درجه حرارت و درد را درک کند. ضایعات پوستی(قسمت‌های آسیب دیده)، از جمله فولیکول‌های مو، غدد عرق، و غدد سباسه، با کراتینوسیت‌های اپیدرمی پوشانده می‌شوند و از طریق بازسازی ثابت سلول‌های واقع در غشا میانی پوست، هوموتازیست را حفظ می‌کنند.
لایه سوم، پوست زیرین، در زیر غشا میانی پوست قرار دارد و حاوی بافت چربی بافت عضلانی و بافت همبند است که هر دو عملکرد حرارتی و مکانیکی را فراهم می‌کند.
به علت اختلالات ژنتیکی یا قرار گرفتن پوست در معرض محیط خارجی، تلفات ناشی از آسیب، سوختگی، زخم مزمن و یا حتی مداخلات جراحی اغلب اتفاق می افتد و می‌تواند تهدید بزرگی برای زندگی و سلامت انسان‌ها باشد. گاهی اوقات سوختگی‌های شدید و چروک ممکن است به زخم‌های سریع، گسترده و عمیق، که در آن یک منطقه قابل توجه از غشا میانی پوست آسیب دیده است، منجر شود. علاوه بر این، با توسعه اقتصاد و جامعه، امید به زندگی و برابری قابل ملاحظه ای افزایش یافته‌است و زخم‌های مزمن مرتبط با پیری و دیابت بسیار قابل توجه است.
با توجه به ساختار پوست، زخم‌ها می‌توانند به عنوان اپیدرمی، سطح جزئی ضخامت، شکاف عمیق و ضخامت کامل طبقه‌بندی شوند. بسته به عمق آسیب‌های پوست مورد نیاز برای درمان‌های مختلف است. برای آسیب‌های اپیدرم مانند آفتاب سوختگی فقط با اریتم (سرخی نابهنجار پوست به علل گوناگون) و درد جزئی، هیچ جراحی خاصی ضروری نیست. زخم‌های جزئی می‌توانند به سرعت به دلیل تعداد زیادی از سلول‌های بنیادی کراتینوسیت پایه یا سلول‌های بنیادی مخاطی که از فولیکول‌های مو و عرق باقی مانده‌های غدد که در غشا میان پوست عمیق تر قرار دارند,نتیجه  شوند. برای نقص‌هایی که به غشا میان پوست عمیق تر گسترش می یابند با ضایعات پوستی آسیب دیده و یا حتی ضایعات ضخیم با  عناصر بازسازی‌کننده مخاط، زخم‌ها از طریق اپیتلیالیزاسیون از لبه زخم بسته می‌شوند. این روند ترمیم به وسیله یک مکانیزم بهینه سازی "حفاظت از خود" به دست می آید که به منظور دستیابی سریع به زخم‌ها برای جلوگیری از عفونت و شکست احتمالی زخم آتی است، اما به  نقص‌های زیبایی و عملکردی هدایت می‌شود.
در حال حاضر، اتوگرافت هنوز بهترین راه برای درمان بالینی ضایعات (قسمت‌های آسیب دیده) پوست ضخیم است. با این حال، به شدت ب دلیل کمبود سایت‌های اهداکننده و خطر جراحی ثانویه، به ویژه برای سوختگی‌های عمیق و بزرگ، محدود می‌شود. ] با ظهور و توسعه مهندسی بافت و پزشکی احیا کننده، ساختارهای مختلف پوستی در دهه‌های گذشته توسعه یافته‌است که به بسیاری از نقاط قوت مهم درمان‌های بالینی برای ضایعات پوست (قسمت‌های آسیب دیده) ضخیم کامل رسیده است.
در این فصل ابتدا روش‌های درمان سنتی، از جمله اتوگرافت، آلوگرافت، و پانسمان زخم برای آسیب‌های پوستی مورد بررسی قرار می‌گیرد. روش مهندسی بافت برای به وجود اوردن ساختار پوستی مهندسی زیست‌محیطی است که به ویژه بر روی آن تمرکز دارد. در نهایت، برخی از چالش‌های مهم در زمینه ساخت ساختارهای پوستی مانند مهندسی آنژیوژنز، جای زخم و اندام‌ها بحث می‌شود.