干细胞是一种具有复制能力，可以分化形成各种组织的早期未分化细胞。虽然造血干细胞的研究已有数十年的历史，但是广泛深入地研究各种干细胞的生物特性和分化机制，以及对干细胞在体外进行改造和修饰从而用来治疗疾病的“干细胞生物工程”只是在最近三年才蓬勃展开。
造血干细胞好比人体造血器官的"种子"，我们的血细胞（红细胞、白细胞、血小板）都是由它分化、成熟而来的。造血干细胞移植是目前治疗白血病最为有效的方法，此外，许多恶性肿瘤和遗传性疾病，以及再生障碍性贫血也可通过此方法获得治愈。
造血干细胞移植的原理与骨髓移植完全相同，只是造血细胞的采集方式不同。造血干细胞绝大部分存在于骨髓中，骨髓移植是需要通过骨髓穿刺从骨髓腔中抽取骨髓，然后采集造血干细胞输入患者体内；干细胞移植则是采用促使造血干细胞从骨髓中释放到血液中，通过血细胞分离机，从外周血中采集造血细胞。施行骨髓移植术，志愿捐献者需要上局部麻醉，并在髂骨上多次钻洞抽取骨髓混合液数百毫升；干细胞移植术只需从志愿者的静脉中采血，并通过机器富集，将血液回输人体，只需50毫升的干细胞，由于进出的总量平衡，采集后供者不会产生循环系统的紊乱，对人体很安全。目前由中华上海骨髓库提供捐献者的移植手术，都采用造血干细胞移植的方法，为了防止混淆，还沿用骨髓移植、骨髓捐献与骨髓库的称呼。
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