هندسة الأنسجة هي مجال متطور متعدد التخصصات يدمج البيولوجيا والهندسة وعلوم المواد والطب، ويركز على تطوير البدائل البيولوجية لاستعادة وظيفة الأنسجة والأعضاء أو استبدالها أو صيانتها أو تعزيزها على مدى العقود القليلة الماضية، استمر التقدم في هذا أدى مجال معين إلى إنشاء أنسجة قابلة للزرع، وبعضها مستخدم بالفعل في البشر (مثل الجلد والغضاريف) أو دخل في تجارب إكلينيكية (مثل المثانة والأوعية الدموية) ومع ذلك، تعتمد معظم استراتيجيات هندسة الأنسجة على مبدأ في ظل ظروف مفاعل حيوي مناسب، يمكن للخلايا المصنفة أو المعينة في سقالات متوافقة حيوياً ثلاثية الأبعاد (3D) إعادة التجميع في هياكل وظيفية تشبه الأنسجة الأصلية. تم تصميم السقالات الاصطناعية المبكرة لتوفير السلامة الهيكلية للخلايا على المستوى العياني، ولكنها حققت نجاحًا معتدلا فقط من المقبول الآن على نطاق واسع أنه لإعادة تلخيص وظائف الأنسجة المناسبة، يجب أن تنشئ السقالات أيضًا بيئة ميكروية خاصة بالأنسجة للحفاظ على وتنظيم سلوك الخلية ووظيفتها. داخل الأنسجة، تحاط الخلايا بمصفوفة خارج الخلية (ECM) تتميز بشبكة طبيعية من الألياف النانوية المنظمة بشكل هرمي. علاوة على ذلك، تلعب ECM دورًا حيويًا في تخزين مجموعة واسعة من العوامل البيولوجية وإطلاقها وتفعيلها جنبًا إلى جنب مع مساعدة تفاعلات الخلايا الخلوية والعوامل القابلة للذوبان في الخلية وبالتالي، فإن القدرة على هندسة المواد الحيوية التي تحاكي عن كثب تعقيد ووظيفة ECM هو أمر محوري لتجديد الأنسجة بنجاح. ومع ذلك، فإن التطورات الحديثة في تكنولوجيا النانو قد مكنت من تصميم وتصنيع البيئة الدقيقة المحاكية الحيوية على المقياس النانوي، مما يوفر نظيرًا لـ ECM الأصلي. إطلاق الأدوية (مثل) عوامل النمو). في المقابل، توفر هذه الأجهزة النانوية وسيلة لتوجيه السلوكيات الخلوية التي تتراوح من التصاق الخلية إلى التعبير الجيني.

الشكل (2.3) هندسة الأنسجة المدفوعة بتقنية النانو (أ) التحكم في الاستقطاب الخلوي على نمط التصوير النانوي. مستنسخة بإذن من الجمعية الملكية للكيمياء. (ب) رقعة الخلايا القلبية للشفاء من احتشاء عضلة القلب. (ج) الإطلاق المتحكم فيه للبروتينات العلاجية باستخدام غشاء بوليمر نانوي. (د) موائع جزيئية الرئة على رقاقة لتقليد أنسجة الرئة وميكانيكياها.