希腊神话故事中宙斯每天派一只恶鹰去啄食被缚的普罗米修斯的肝脏。肝脏被吃掉多少，夜间，肝脏很快又恢复原状……“完美”地修复或替代组织器官的缺损或功能障碍，这一人类的医学梦想今天已不再是神话。

一种应用现代生命科学、材料科学、计算机科学和工程学等学科的原理与方法，已经可以用于替代、修复、改善或再造人体各种组织器官损伤。这一新的交叉领域便是组织器官工程。它是基因工程之后又一新兴的前沿技术，标志着医学将走出牺牲健康组织为代价的“拆东墙补西墙”模式，步入制造组织器官的“再生医学”新时代。这一领域涵盖了组织工程技术、干细胞技术、组织器官代用品、异种器官移植等内容，将成为具有巨大潜力的高科技产业，并产生巨大的社会效益和经济效益，已经引起各国政府、科学界、企业界以及广大公众的极大关注。

组织器官工程的提出与建立虽然仅仅只有10余年的时间，但却得到了迅猛的发展，已成为一个国家医学发展水平的重要标志之一，其主要研究方向包括种子细胞、生物材料与组织构建三个方面。

种子细胞又包括细胞来源、种子细胞功能老化规律与延缓策略、规模化培养和大量扩增、以及定向诱导分化等多项关键技术。

生物材料是用以替换、治疗或诊断组织、器官或增进其功能的材料。迄今已发展三代：第一代是生物惰性材料；第二代是1990年代发展起来的生物活性材料和可吸收材料；第一和第二代材料包括金属心血管支架、钛植入上的羟基磷灰石涂层、可降解手术缝合线等。目前世界上每年有数千万人在植入这些材料。但这些植入物也存在失效等问题。近年来第三代生物医用材料已发展起了，即细胞和基因活化的材料。组织工程技术修复组织器官缺陷技术的内涵是制造一个具有全部生物功能、新的人工器官。

在组织构建领域，目前主要集中于“结构性组织工程”，包括骨、软骨、肌腱、皮肤等结构性组织的组织工程化再造和“代谢性组织器官工程”，包括肝脏、肾脏、胰腺及一些消化与分泌腺体等结构较复杂、执行机体代谢功能的组织或器官的组织工程再造方面。

这一新兴的技术领域涵盖了组织工程技术、干细胞技术、组织器官代用品、异种器官移植等多项现代生物技术的内容。

在细胞的分化过程中，细胞往往由于高度分化而完全失去了再分裂的能力，最终衰老死亡。机体在发展适应过程中为了弥补这一不足，保留了一部分未分化的原始细胞，称之为干细胞 。一旦生理需要，这些干细胞可按照发育途径通过分裂而产生分化细胞。

干细胞是人体及其各种组织细胞的最初来源，具有高度自我更新、高度增殖和多向分化潜能、可植入性和重建能力等特征。凡需要不断产生新的分化细胞以及其本身不能再分裂的细胞都要通过干细胞所产生的具有分化能力的细胞来维持机体细胞的数量。随着基因工程、胚胎工程、细胞工程等各种生物技术的快速发展，按照一定的目的，在体外人工分离、培养干细胞已成为可能，利用于细胞构建各种细胞、组织、器官作为移植器官的来源，这将成为于细胞应用的主要方向。如果能成功诱导和调控体外培养的胚胎干细胞正常的分化，将对基础研究和临床应用产生巨大的影响。目前，世界各国都十分重视干细胞研究工作，纷纷投入大量的人力物力加紧研究开发。2000年4月，美国61名诺贝尔奖获得者及其他科学家联名要求美国政府对干细胞研究给予全面支持。2000年5月，日本把干细胞技术的出现视作在生命科学和生物技术领域超欧美国家的绝好机遇，每年度至少投入108亿日元的巨额资金。

人血液代用品已成为国际关注的研究热点而被列为21世纪的重大研究开发领域。血液是人体的重要组成部分，担负着运输气体和营养、维持渗透压和酸碱平衡及防卫保护功能。近年来，全世界对输血需求量日益高涨，但是由于人类血液血型复杂，输血反应难以克服。天然血液的储存和运输又极为困难，加之日前血液污染严重（肝炎病毒、艾滋病毒）及献血人员数量不足，安全有效的血源日益紧缺。

血液代用品指能向组织供氧和扩容功能的能替代天然血液的液体。它不仅能够克服交叉感染、储存期短、运输不便和供应有限等缺点，还有携氧能力高、副反应发生率低和一定的清除能力等优点。理想的血液代用品不仅能用于平战时抢救伤员，而也可用于各种疾病的治疗，如手术期常规使用、创伤治疗、血液稀释、局部缺血组织的灌流、败血症、休克、肿瘤治疗以及用于保存移植器官等。

血液代用品的研究近期发展较快，特别在血红蛋白制品方面，已有几家公司正在进行临床试验。

在社会的进步与经济高速发展的情势下，人们也不断的提升对自身健康的新认识，在代替、修复人体组织的人体植入材料如硬组织结构材料（人工关节、齿科材料等）、软组织材料以及生物型人工器官等都提出新的需求。