Biodirbtiniai organai yra atsarginės kūno dalys, sukurtos iš biologinės medžiagos. Tradiciniai dirbtiniai organai dažniausiai yra mechaniniai ir yra pagaminti iš sintetinių junginių, tokių kaip plastikas ir metalo lydinys. Priešingai, biodirbtiniai organai yra pagaminti iš gyvų ląstelių ir auginami laboratorijoje. Tokio tipo pakaitiniai organai turi daug privalumų ir gali padėti sumažinti priklausomybę nuo žmogaus organų donorų.
Kiekvienais metais pacientai gali mirti laukdami organų persodinimo. Tokie organai kaip kepenys, inkstai ir plaučiai dažnai yra labai reikalingi pacientams, sergantiems sunkiomis ligomis. Istoriškai organų donorų skaičius buvo nepakankamas, kad būtų patenkinti kiekvieno paciento poreikiai. Kad tradicinė organų transplantacija būtų sėkminga, donoras ir pacientas turi būti artimi biologiškai suderinti. Net jei yra pakaitinis organas, recipiento imuninė sistema gali atmesti transplantaciją.
Šiai problemai išspręsti buvo sukurti dirbtiniai organai. Žmogaus sukurti organai, tokie kaip inkstai, buvo gaminami nuo XX amžiaus vidurio. Tačiau normalus dirbtinis organas yra pagamintas iš nebiologinių medžiagų. Kaip ir persodintų organų atveju, mechaninė dirbtinė kūno dalis yra linkusi atmesti imuninės sistemos. Daugeliu atvejų žmogaus sukurtas organas turi būti pašalintas, nes kūnas jį traktuoja kaip „nenatūralų“.
Biologinis dirbtinis organas taiko unikalų metodą, kad apeitų šiuos apribojimus. Šio tipo organai tiesiogine prasme “auginami” laboratorijoje. Norėdami sukurti biodirbtinį organą, medicinos mokslininkai naudoja paties paciento ląstelių pavyzdį. Šios išskirtos ląstelės stimuliuojamos laboratorijoje ir greitai dauginasi. Talpykla arba „pastoliai“ naudojami norint nukreipti ląsteles į norimą išdėstymą, kai jos dauginasi.
Įvairių tipų ląstelės gali būti sluoksniuotos, kad būtų sukurti sudėtingi biodirbtiniai organai. Pavyzdžiui, raumenų ląstelių sluoksnis gali būti dedamas ant kūno dalies išorės, kad būtų tvirta išorė. Šiuos gyvų ląstelių sluoksnius galima kruopščiai išdėstyti laboratoriniu prietaisu, kuris primena rašalinį spausdintuvą. Šis prietaisas gali būti užprogramuotas taip, kad išskirstytų ląsteles pagal iš anksto nustatytą modelį ir leidžia organą kurti iš apačios į viršų.
Paciento ląstelių buvimas biodirbtiniame organe padeda sumažinti tikimybę, kad kūno dalis bus atmesta. Šio tipo organai yra visiškai ekologiški, juose nėra dirbtinių medžiagų, tokių kaip plastikas. Vėlgi, ši funkcija žymiai padidina tikimybę, kad organai bus priimti, ir leidžia prireikus sukurti beveik neribotą organų kiekį.