Procesi, ki prispevajo k regeneraciji organov, vključujejo spodbujanje rasti v določenih celicah. S preučevanjem regenerativnih sposobnosti določenih živali raziskovalci bolje razumejo, kaj človeško telo potrebuje za popravilo ali ponovno rast tkiva. Raziskave regenerativne medicine so razkrile vlogo citokinov, rastnih faktorjev, matičnih celic in drugih dejavnikov, ki igrajo vlogo pri regeneraciji tkiva.
Od 18. stoletja so se znanstveniki čudili nenavadni sposobnosti nekaterih živali, da se podvržejo regeneraciji celic. Novice lahko ponovno zrastejo odrezano okončino, salamandri pa lahko nadomestijo manjkajoči rep. Nekatere vrste rib lahko ponovno zrastejo poškodovano plavut. Nov črv planaria bo zrasel iz vsakega kosa razkosanega črva planaria.
K regeneraciji organov pri živalih prispevajo trije dejavniki. Celice organov in drugih tkiv, ki se običajno ne razmnožujejo, bodo to storile med poškodbo ali boleznijo. Pri nekaterih živalih se celice preoblikujejo iz ene vrste tkiva v drugo. V te regenerativne procese sodelujejo tudi matične celice. Za primerjavo, človeška telesa imajo sposobnost zdravljenja, čeprav ne brez brazgotin.
Ko pride do brazgotinjenja, se rast celic na splošno ustavi. Raziskovalci so odkrili sredstvo za zaviranje tega procesa z razvojem snovi, imenovane zunajcelični matriks, katerega ena vrsta vsebuje vezivno tkivo, celice prašičjega mehurja in beljakovine. Ob nanosu na odrezan prst pacienta je snov preprečila brazgotinjenje in sprožila razmnoževanje različnih vrst celic v števku. V približno štirih tednih naj bi bolnik ponovno zrasel celoten del odrezanega prsta.
Regeneracija organov se običajno začne z dajanjem specifičnih tkivnih celic skupaj z rastnim medijem v petrijevke. Tkivo, ki se razvije iz celic, je nameščeno na posebej oblikovano podlago. Odvisno od vrste regeneriranega tkiva se zrela rast običajno pojavi v približno osmih tednih. Kirurgi običajno vsadijo celoten vzorec v pacientovo telo, vključno s temeljnim odrom. Oder se na splošno raztopi in novo tkivo deluje brez možnosti zavrnitve.
S to tehniko za regeneracijo tkiv so zdravniki uspešno vzgojili na desetine živalskih in človeških vrst tkiv. Krvne žile, vezivno in mišično tkivo ter mehurji so med regenerativnimi napredki, ki jih bolniki prejemajo kirurško. Vsi ti laboratorijsko pridelani nadomestki so se začeli kot celice, ki so jih darovali bolniki sami.
Poleg prednosti, da ni treba jemati zdravil proti zavrnitvi, naravna regeneracija organov poveča število možnosti za bolnike na seznamih za presaditev. Število bolnikov, ki potrebujejo darovane organe, praviloma presega število razpoložljivih organov. Napredek v regenerativni medicini bo pacientom omogočil, da zrastejo lastne dele telesa.