每年，成千上萬的患者因等待器官移植而去世。組織工程旨在透過在實驗室中培育替代組織來減少這一數字。它將細胞、支架和信號分子結合起來，創造出能夠修復或替換受損組織的生物替代品。目前，皮膚、軟骨、骨骼和血管的組織工程已經可以實現。而像心臟和腎臟這樣更複雜的器官，目前仍處於實驗階段。
此方法包含三個組成部分。細胞提供生物學功能，可以是患者自身的細胞、供體細胞或幹細胞。支架提供結構支撐，由天然或合成材料製成，必須具有生物相容性和生物可降解性。生長因子等訊號分子引導細胞形成適當的組織。所有組成部分在生物反應器中混合，生物反應器提供組織生長所需的適當條件。
組織工程已研發出臨床產品。工程皮膚用於治療燒傷和慢性傷口；工程軟骨用於修復膝關節損傷；工程血管用於透析通路；工程膀胱已植入患者體內。該領域正在蓬勃發展。
挑戰巨大。培育出功能與原組織相同的組織非常困難。必須設計血管來輸送營養物質。免疫系統不能排斥植入物。而且成本必須可控。組織工程尚未普及，但它是解決日益嚴峻問題的一種有前景的方法。
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