Langer e Vacanti em 1993 propuseram o uso combinado de células-tronco, estruturas e fatores indutivos como base para a engenharia de tecidos, os pesquisadores foram capazes de fabricar construções de tecidos/órgãos cada vez mais complexas e algumas são usadas clinicamente hoje como tratamento padrão para uma variedade de condições. Os andaimes são processados para produzir estruturas 3D, com forma, tamanho, arquitetura e propriedades físicas adequadas, adaptadas para cumprir funções específicas. Portanto, os produtos de engenharia de tecidos são projetados para imitar a arquitetura e as respostas dos tecidos.
Assim, os principais requisitos do andaime são biocompatibilidade, porosidade e permeabilidade controladas, propriedades mecânicas e cinéticas de degradação adequadas comparáveis ao tecido alvo e, adicionalmente, suporte para fixação e proliferação celular pela adição de nanotopografias à superfície do biomaterial. Materiais naturais ou sintéticos são utilizados para confeccionar scaffolds e dependendo da finalidade final, barreiras (membranas ou tubos), géis ou matrizes 3D são desenvolvidas para imitar o ambiente extracelular de um tecido ou órgão alvo. Os materiais naturais são derivados de fontes humanas ou animais (xenogênicas) e são compostos de componentes extracelulares. Eles incluem colágeno, proteína da seda, Matrigel, submucosa do intestino delgado, agarose, alginato e quitosana.
Embora esses materiais tenham apresentado resultados promissores no reparo tecidual, eles apresentam algumas desvantagens em relação às propriedades mecânicas, degradação, imunogenicidade e contaminação cruzada. Os andaimes sintéticos foram construídos com materiais sintéticos ou uma combinação entre materiais naturais e sintéticos. Ácidos poli-hidróxidos, politetrafluoroetileno, aço titânio ou cerâmica são exemplos de polímeros sintéticos com biocompatibilidade melhorada. Materiais naturais, como colágeno, gelatina, quitosana, alginatos e seda ou poli(ácido láctico) (PLA), poli(ácido láctico-co-glicólico) (PLGA), poli-epsiloncaprolactona (PCL) ou álcool polivinílico (PVA) ) polímeros, são os materiais mais comuns empregados para a fabricação de andaimes de nanofibras.
Essas matrizes podem ser criadas com alta precisão estrutural, utilizando polímeros complexos e técnicas de montagem, para controlar propriedades do material como rigidez, degradação e porosidade. O advento da nanotecnologia permitiu novos desenvolvimentos no campo dos biomateriais. Superfícies nano-modificadas adequadas criam uma nanotopografia que facilita a adesão celular e pode induzir uma melhor resposta celular e diferenciação celular específica do que superfícies não tratadas.
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