Las células madre (stem cells) tienen la capacidad de dividirse asimetricamente dando lugar a dos células hijas, una de las cuales tiene las mismas propiedades que la célula madre original y la otra adquiere la capacidad de poder diferenciarse si las condiciones ambientales son adecuadas. La mayoría de los tejidos de un organismo adulto poseen una población residente de células madre que permiten su renovación periódica o su regeneración cuando se produce algún daño tisular.

Algunas células madre adultas son capaces de diferenciarse en más de un tipo celular como las células madre mesenquimales y las células madre hematopoyéticas, mientras que otras son precursoras directas de las células del tejido en el que se encuentran, como por ejemplo las células madre de la  piel o músculo o las células madre gonadales(células madre germinales).

Las células  Madre son  células mesenquimales que  se encuentran en la médula ósea, en el líquido amniótico, cordón umbilical y en todos los tejidos del cuerpo humano adulto, incluidos el corazón y el cerebro, por esto suelen llamarse células madre adultas. Su número va disminuyendo con la edad pero teóricamente son inagotables. Es del máximo interés científico la posibilidad  aplicarlas con intención terapéutica en lesiones en las que se precisa generar este tipo de tejidos, especialmente las resistentes a los tratamientos habituales.

Una característica fundamental de las células madre embrionarias es que pueden mantenerse (en el embrión o en determinadas condiciones de cultivo de forma indefinida, formando al dividirse una célula idéntica a ellas mismas, y manteniendo una población estable de células madre. Existen técnicas experimentales donde se pueden obtener células madre embrionarias sin que esto implique la destrucción del embrión

Las células madre se obtienen del propio paciente por aspirado de médula ósea y una vez se han seleccionado y multiplicado en una unidad de producción celular, se aplican al paciente en el proceso quirúrgico.

No existe ninguna manipulación genética en el proceso y simplemente se utilizan las células madre adultas (stem cells) en condiciones idóneas de oxígeno y nutrientes para su multiplicación.

Los ensayos clínicos protocolizados y los tratamientos de pseudoartrosis en huesos largos o cartílago, se ha constatado que es viable, seguro, sin efectos adversos, ni toxicidad y útil en la regeneración ósea o cartilaginosa.

Podemos observar casos en los que llevaban varias intervenciones sin resultados y tras el cultivo, con el aporte de varios millones de células madre cultivadas se obtuvieron consolidaciones estables y duraderas.

En la actualidad todo proceso llamado tratamiento con células madre requiere de un protocolo establecido  por la Agencia Española del Medicamento y su uso compasivo es autorizado bajo los protocolos y condiciones de estudio clínico.