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器官和组织的缺损或衰竭是临床遇到的最频繁、最具危害性的难题。尽管人们以器官或组织移植、外科再造和使用机械装置等治疗方法，解决了一些问题，但这些方法仍存在不少缺陷。例如，自体组织移植是以牺牲健康组织为代价的，同种异体或异种组织或器官移植有免疫、供体来源及医学伦理学方面的问题；外科再造可能带来长期的术后问题；机械装置如肾透析仪等并不能替代肾脏的所有功能，难以阻止病情恶化，且费用昂贵。因此，人们一直在寻求新的治疗方法。 美国的Robert Langer和Joseph P.Vacanti在20世纪80年代中期提出一个新的概念，即在一种可生物降解的支架材料上种植人体活细胞，使之在生长因子的作用下，再生成为组织。1987年，在美国国家科学基金会(NSF)的一次会议上提出了“组织工程(tissue engineering)”一词。1988年，NSF的一个专门工作小组对组织工程的内涵作了如下界定：“应用工程科学和生命科学的原理和方法，认识哺乳动物正常和病理组织与器官的结构-功能关系，并开发具有生物活性的人工替代物，以恢复、维持或改善组织、器官的功能”。所以，组织工程的科学内涵有三个紧密结合的部分：(1)对正常和病理的组织、器官结构-功能关系的认识，包括定性和定量的研究；(2)在可控(可重复)条件下，通过特定细胞的体外培养，形成具有生物活性的替代物，包括具有特定功能的组织、细胞-骨架聚集体、细胞悬浮液、细胞及其产物的包囊、生物人工器官(bioartifical organ)等；(3)具有生物活性的替代物植入后与机体组织的相互作用和整合。上述三部分中，第一部分是组织工程的基础，第二部分是它的主体，第三部分则是它的应用、检验和效益的体现。这里，核心问题是诱导种子细胞定向分化，长成具有特定功能的组织或器官。