In dem schnell wachsenden, interdisziplinären Fachgebiet der regenerativen Medizin wird angestrebt, biologische Funktionen, die in Geweben und Organen aufgrund von angeborenen Fehlbildungen, Verletzungen, Krankheiten oder Alterung verloren gegangen sind, zu ersetzen, zu reparieren und/oder zu verbessern. Ziel ist es, die angeborenen biologischen Fähigkeiten des menschlichen Körpers zu nutzen. Das Grundkonzept eines vermehrt biologischen Ansatzes bei der Entwicklung medizinischer Implantate und damit einhergehender Behandlungen geht auf die erste Hälfte des 20. Jahrhunderts zurück. Die moderne regenerative Medizin begann jedoch erst vor einem Vierteljahrhundert.

Der Schwerpunkt lag zunächst auf dem Ersatz von Gewebe, d.h. auf der Entwicklung von Substitutionsgewebe außerhalb des Körpers zur Implantation in den Körper. Hautersatz gehörte zu den ersten Zielen, auf die hingearbeitet wurde. Obwohl die kommerzielle Entwicklung in den 1990er Jahren begann, gab es am Anfang dieses Jahrzehnts bei der kommerziellen Umsetzung zumeist finanzielle Probleme. Trotz der Höhen und Tiefen bei der wirtschaftlichen Verwertung machte die Wissenschaft Fortschritte. In den 1990er Jahren entwickelte sich die Stammzelltechnologie. Der anfängliche Schwerpunkt auf dem Ersatz wurde ausgedehnt auf die Reparatur und Regeneration, sodass heute eine Vielzahl von Ansätzen verfolgt werden. Die biologische Komplexität vieler, wenn nicht sogar der meisten Gewebe und Organe, die von Interesse sind, erfordert einen breit gefächerten Ansatz. Darüber hinaus deutet diese Komplexität darauf hin, dass Reparatur und/oder Regeneration die erfolgversprechenderen Strategien sind. Dabei ist zu berücksichtigen, dass die Funktionsmerkmale einer Zelle durch eine „Symphonie von Signalen" gesteuert werden. Diese „Symphonie" besteht aus löslichen Molekülen, der Substratmatrix und der extrazellulären Matrix, mit denen die Zelle verankert, bzw. von denen sie umgeben ist, dem Zell-Zell-Kontakt und den physischen Kräften, d.h. der mechanischen Umgebung, in der sich die Zelle befindet.
Das Interesse an Stammzellen liegt darin begründet, dass die Zellherkunft ein wichtiges Thema ist und es eine Vielzahl verschiedenster Stammzellen gibt.

Die embryonale Stammzelle (ES-Zelle) hat die Fähigkeit, jeden Zelltyp im menschlichen Körper zu produzieren. Da sie aus Embryos gewonnen werden, die durch in-vitro-Befruchtung erzeugt wurden, sind für manchen solche Zellen ethisch umstritten. Daneben gibt es die verschiedenen adulten Stammzellen, bei denen die häufigsten aus dem Knochenmark gewonnen werden, wie zum Beispiel die mesenchymalen Stammzellen (MSC). Ein neuerer und aufregender Fortschritt war die Erkenntnis, dass eine somatische Zelle, wie zum Beispiel eine Hautzelle, neu programmiert werden kann, um eine so genannte induzierte pluripotente Stammzelle (iPS) zu erzeugen. Wir müssen über iPS-Zellen noch viel lernen, und es kann sich möglicherweise herausstellen, dass iPS-Zellen, obwohl sie den ES-Zellen ähneln, ganz eigene Merkmale besitzen. Und schließlich gibt es noch eine Vielzahl von Vorläuferzellen im menschlichen Körper. Diese besitzen eine eingeschränkte Differenzierungspotenz. Ein Beispiel ist die endotheliale Vorläuferzelle, die zielgerichtet im Blut zirkuliert und Gefäßverletzungen repariert. Welche dieser verschiedenen Arten von Stamm-/Vorläuferzellen wichtig sein werden, wird sehr von dem jeweiligen Gewebe oder Organ abhängen, und ob der Ansatz den Ersatz, die Wiederherstellung oder gar die Regeneration verfolgt.

So aufregend wie die Fortschritte in der Biologie der Stammzellen und Vorläuferzellen auch waren, bedeutet die regenerative Medizin doch mehr als lediglich die Arbeit mit Stammzellen. Denn damit eine Strategie erfolgreich ist, muss man die Zellen und/oder die notwendigen Signale, d.h. jene, die die gewünschte Zellfunktion steuern, am richtigen Platz und zur richtigen Zeit liefern. Diese „Symphonie der Signale" könnte von den Zellen geliefert werden, die in der jeweils angewandten Strategie eingesetzt werden. Wenn wir jedoch die notwendigen Signale wirklich verstehen würden und wie und wann sie geliefert werden müssen, dann könnte es sein, dass der Ansatz in vielen Fällen azellulär wäre.

Das Konzept der Regeneration wird für viele immer faszinierender. Die regenerativen Prozesse, die man bei Arten wie dem Molch oder dem Salamander beobachtet hat, wurden beim Menschen durch die Prozesse der Entzündung und der Bildung von Narbengewebe ersetzt. Beim Menschen wird das Ausmaß, in dem wir dem regenerativen Prozess Starthilfe geben und die entsprechenden Zutaten liefern können, unseren Erfolg bestimmen, wenn es um die Regeneration von Gewebe und Organen geht. Zum jetzigen Zeitpunkt sieht es so aus, als sei die Regeneration von adultem menschlichen Gewebe noch im Bereich der Science Fiction anzusiedeln. Es gibt jedoch aus dem Entwicklungsprozess und somit aus der Entwicklungsbiologie viel zu lernen, auch wenn sich die geometrische Skala und die Zeitskala für den Erwachsenen und den sich entwickelnden Embryo sehr stark unterscheiden.