组织工程
人体组织损伤、缺损会导致功能障碍。传统的修复方法是自体组织移植术，虽然可以取得满意疗效，但它是以牺牲自体健康组织为代价的“以伤治伤”的办法，会导致很多并发症及附加损伤；人的器官功能衰竭，采用药物治疗、暂时性替代疗法可挽救部分病人生命，对终末期病人采用同种异体器官移植可有较好疗效，但供体器官来源极为有限，因免疫排斥反应需长期使用免疫抑制剂，由此而带来的并发症有时是致命的。自80年代Robert Langer和Joseph P Vacanti首次提出"组织工程学"概念后，为众多的组织缺损、器官功能衰竭病人的治疗带来了曙光
组织工程(Tissue Engineering)一词最早是在1987年美国科学基金会在华盛顿举办的生物工程小组会上提出，1988年正式定义为：应用生命科学与工程学的原理与技术，在正确认识哺乳动物的正常及病理两种状态下的组织结构与功能关系的基础上，研究、开发用于修复、维护、促进人体各种组织或器官损伤后的功能和形态的生物替代物的一门新兴学科。
组织工程研究主要包括四个方面：干细胞、生物材料、构建组织和器官的方法和技术以及组织工程的临床应用。目前临床上常用的组织修复途径大致有4种：即自体组织移植、同种异体组织移植，异种组织移植及应用人工或天然生物材料。这4种方法都分别存在不足，如免疫排斥反应（同种异体组织移植，异种组织移植，生物材料）及供体不足（自体组织移植、同种异体组织移植）等。组织工程的发展将从根本上解决组织和器官缺损所致的功能障碍或丧失治疗的问题。
生物材料组织工程是目前研究最为广泛的组织工程方法，其三大要素是细胞、生物材料支架及讯息因子.
细胞是生物工程的核心。细胞是生物体内最基本的功能单位，所以生物材料自身不能独立修复组织，而是需要帮助或者调控细胞工作进而使细胞修复组织。目前研究最多的是干细胞（stem cell)，可以分化成所有功能的细胞。传统的生物材料组织工程是将相关细胞植入生物材料支架内进行体外培养，等组织在体外发展到一定程度之后再将其植入体内。这种方法便于控制细胞在支架内的发展，可以使用相关的讯息因子进行体外控制。这种方法的问题就是等组织在体外发展好了再植入体内的时候，可能会发生排异现象。因为体外环境和体内环境有很大差异，不同的环境会严重影响组织发展。最新的生物材料组织工程不并用任何细胞，仅将材料植入体内。体内伤口处有大量的细胞具有回复组织的功能，如果材料适合这些细胞生长，这些细胞会迁移到支架内部，开始分泌细胞外组织，并最终修复组织。这种方法解决了前者排异性的问题，但是对材料本身的性质要求也大大提高。
生物材料可分为非可降解材料（惰性陶瓷，金属合金，不可降解高分子）和可降解材料（可降解高分子，水凝胶，生物玻璃）两大类。其核心是建立由细胞和生物材料构成的三维空间复合体，这与传统的二维结构（如细胞培养）有着本质的区别。其最大优点是可形成具有生命力的活体组织，对病损组织进行形态、结构和功能的重建并达到永久性替代；用最少的组织细胞通过在体外培养扩增后，进行大块组织缺损的修复；可按组织器官缺损情况任意塑形，达到完美的形态修复。非可降解材料将永远才留在体内，而且生物材料往往不能完全替代生物组织的全部功能，比如自我更新，新陈代谢，随外界因素自我优化等。可降解材料如果实现降解速度和组织回复速度平衡，将有望完全回复原来的生物组织及其全部功能，是最为理想的生物工程材料。目前还没有这样的理想的生物材料能够完全的回复生物组织。
细胞工作需要靠讯息因子的调控才能正常的工作。目前的生物材料主要靠植入后吸附讯息因子及运载讯息因子（植入前在体外载入，植入后缓慢释放，或者按照一定形式释放）两种方法通过讯息因子调控细胞工作从而修复生物组织。
nih对tissue engineering的定义：
Tissue engineering / regenerative medicine is an emerging multidisciplinary field involving biology, medicine, and engineering that is likely to revolutionize the ways we improve the health and quality of life for millions of people worldwide by restoring, maintaining, or enhancing tissue and organ function. In addition to having a therapeutic application, where the tissue is either grown in a patient or outside the patient and transplanted, tissue engineering can have diagnostic applications where the tissue is made in vitro and used for testing drug metabolism and uptake, toxicity, and pathogenicity. The foundation of tissue engineering/regenerative medicine for either therapeutic or diagnostic applications is the ability to exploit living cells in a variety of ways. Tissue engineering research includes the following areas:
1) Biomaterials: including novel biomaterials that are designed to direct the organization, growth, and differentiation of cells in the process of forming functional tissue by providing both physical and chemical cues.
2) Cells: including enabling methodologies for the proliferation and differentiation of cells, acquiring the appropriate source of cells such as autologous cells, allogeneic cells, xenogeneic cells, stem cells, genetically engineered cells, and immunological manipulation.
3) Biomolecules: including angiogenic factors, growth factors, differentiation factors and bone morphogenic proteins
4) Engineering Design Aspects: including 2-d cell expansion, 3-d tissue growth, bioreactors, vascularization, cell and tissue storage and shipping (biological packaging).
5) Biomechanical Aspects of Design: including properties of native tissues, identification of minimum properties required of engineered tissues, mechanical signals regulating engineered tissues, and efficacy and safety of engineered tissues
6) Informatics to support tissue engineering: gene and protein sequencing, gene expression analysis, protein expression and interaction analysis, quantitative cellular image analysis, quantitative tissue analysis, in silico tissue and cell modeling, digital tissue manufacturing, automated quality assurance systems, data mining tools, and clinical informatics interfaces.
Stem cell research - Includes research that involves stem cells, whether from embryonic, fetal, or adult sources, human and non-human. It should include research in which stem cells are isolated, derived or cultured for purposes such as developing cell or tissue therapies, studying cellular differentiation, research to understand the factors necessary to direct cell specialization to specific pathways, and other developmental studies. It should not include transgenic studies, gene knock-out studies nor the generation of chimeric animals.
组织工程-研究展望组织工程学研究与经济发展的关系：据Vacanti及Ianger的一项调查表明，美国每年花在有器官及组织损害病人身上的资金高达4 000多亿美元，几乎占全美国医疗费用的一半。美国的医院每年要为这些病人作800万例次手术，然而并不能挽救每一个人的生命或避免残废。每年约有4 000人在等待器官移植时死亡，还有约10万人在未被列入等待器官移植时就已死亡。用于骨缺损修复的骨移植手术在美国务医院是仅次于输血的组织移植手术。
组织工程学前景广泛：约有1000万人因尿道功能失调，尿失禁或尿液返流，等待组织工程产品植入治疗；约有100万个膝关节半月软骨等待替代；每年有1000万例牙科手术，其中需新放入9000万个充填物，另有2亿个过去放入的充填物需要更换。每年约有200万例以上的皮肤慢性溃疡，其中50万例系糖尿病性肢体缺项血，需要组织工程化皮肤移植治疗。
在组织工程学研究兴起的10多年时间里，由十广大科学工作者的艰苦努力，已取得了十分可喜的成绩。然而人体具有极为复杂的大体及微观结构，十分完善的功能体系，非常精密的调节系统，永不停息的新陈代谢活动等，在组织工程学研究中还隐藏着很多未知的奥秘，要完全模拟在人体组织或器官，并非易事，这需要生物学、工程学、材料学、化学、基础医学、临床医学和生物医学工程学等多学科交叉，有机结合，共同攻关，逐一解决组织工程学研究中的科学问题。