每年，成千上万的患者因等待器官移植而去世。组织工程旨在通过在实验室中培育替代组织来减少这一数字。它将细胞、支架和信号分子结合起来，创造出能够修复或替换受损组织的生物替代品。目前，皮肤、软骨、骨骼和血管的组织工程已经可以实现。而像心脏和肾脏这样更复杂的器官，目前仍处于实验阶段。
该方法包含三个组成部分。细胞提供生物学功能，可以是患者自身的细胞、供体细胞或干细胞。支架提供结构支撑，由天然或合成材料制成，必须具有生物相容性和生物可降解性。生长因子等信号分子引导细胞形成合适的组织。所有组成部分在生物反应器中混合，生物反应器提供组织生长所需的适宜条件。
组织工程已研发出临床产品。工程皮肤用于治疗烧伤和慢性伤口；工程软骨用于修复膝关节损伤；工程血管用于透析通路；工程膀胱已植入患者体内。该领域正在蓬勃发展。
挑战巨大。培育出功能与原组织相同的组织非常困难。必须设计血管来输送营养物质。免疫系统不能排斥植入物。而且成本必须可控。组织工程尚未普及，但它是解决日益严峻问题的一种很有前景的方法。
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