Проблемы трансплантации органов и тканей заключаются в недостатке органов для трансплантации и отторжении трансплантатов. Поэтому изучается вопрос получения органов и тканей для трансплантации с помощью стволовых клеток. Несмотря на то, что эта идея перспективна, она связана со многими проблемами, возникающими из-за сложности системы. Необходимо использовать несколько популяций клеток на подложке со сложным составом питательных сред: питательные вещества, факторы роста, кислород, регуляторные факторы. Необходимо контролировать межклеточные взаимодействия, которые обеспечивают секрецию разнообразных факторов, что способствует дифференцировке стволовых клеток в таких условиях в другие типы тканей. Необходимо поддерживать такую биологическую активность бесконечно долго, чего не происходит в организме. При выполнении этих условий, такой подход тканевой инженерии обеспечивает возможность получения целых органов для имплантации. Однако технические проблемы связаны с повышением адгезии клеток к пластику, наличием универсальной основы для питания клеток, которая может содержать более 100 компонентов. Существует возможность контаминации, что может приводить к серьезным ошибкам в эксперименте. Стволовые клетки должны обладать выраженными мутационными свойствами и способностью к восстановлению теломер. Длительное использование одной и той же питательной среды может приводить к генетическим изменениям и значительно изменять физиологические свойства клеток. Важным аспектом решения этой проблемы может быть криоконсервация. Целевой задачей тканевой биоинженерии является создание цельных искусственных органов или, по крайней мере, участков организованных тканей, которые могли бы быть трансплантированы пациентам. В настоящее время такие операции относительно просты для таких тканей, как искусственная кожа, состоящая из эпидермального и фибробластного слоев, или небольших хрящевых имплантатов, полученных in vitro. В одной среде планируется использовать несколько типов клеток в стабильной форме. В этом случае один тип клеток может замещаться другим. Такая стабильность обеспечивается многообразием секретируемых факторов различными типами клеток, обеспечивающих их жизнедеятельность. Децеллюляризация удаляет все компоненты, участвующие в иммунном отторжении трансплантатов, так что это поднимает перспективу создания неограниченного запаса органов для трансплантации. Однако могут развиваться острые реакции, связанные с участием дендритных клеток, макрофагов, нейтрофилов, натуральных киллеров. Начиная с момента пересадки создаются условия для иммунного отторжения, возникающие вследствие оперативного вмешательства с развитием острого воспаления. Интенсивность иммунных реакций против трансплантата во многом зависит от степени несоответствия аллелей главного комплекса гистосовместимости донора и реципиента. Это соответствие исследуется с помощью различных методов, включающих использование антител или секвенирования дезоксирибонуклеиновой кислоты.