زیست‌شناسی سامانه‌های پیچیده
بدن انسان از حدود ۵۰ تریلیون سلول از تقریباً ۴۰۰ گونه مختلف تشکیل شده. هر سلول از تعداد زیادی قسمت‌های گوناگون ساخته شده‌است که هر کدام از این قسمت‌ها به تعداد مختلف در سلول وجود دارند. تمام این بخش‌ها با هم تعامل می‌کنند تا سلول به ادامه حیات بپردازد. از طرفی تعداد زیادی از این سلول‌ها اندام‌های گوناگون و موجودات زنده را می‌سازند. از این سو می‌توان سلول‌ها را به عنوان سامانه‌های پیچیده در نظر گرفت.
زیست مهندسی ساختار پوست
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.