Kamieninių ląstelių transplantacijos, taip pat žinomos kaip kaulų čiulpų transplantacijos, yra naudojamos įvairioms ligoms, įskaitant leukemiją, limfomą ir daugybinę mielomą, gydyti. Kamieninių ląstelių donoru gali būti pats pacientas, sutiktas biologinis šeimos narys arba suderintas nesusijęs donoras. Trys pagrindiniai kamieninių ląstelių surinkimo būdai yra kaulų čiulpų ekstrahavimas, periferinio kraujo aferezė ir virkštelės kraujo paėmimas.
Chirurginis kaulų čiulpų ekstrahavimas kamieninėms ląstelėms paimti vyksta operacinėje, kur donorui taikoma bendroji nejautra. Operacijos metu donoro kaulų čiulpai specialia adata ištraukiami iš kelių punkcijos vietų klubo kauluose. Surenkama maždaug 1–2 kvortai (94–1.89 litro) kaulų čiulpų, kurie sudaro apie penkis procentus visų paciento čiulpų. Ištraukus kaulų čiulpus, jie filtruojami ir pašalinami visi riebalai ar kaulų fragmentai. Tada donorystė vežama į laboratoriją apdoroti prieš užšaldomą transplantacijai vėliau arba nedelsiant persodinama į recipientą.
Pastaraisiais metais periferinio kraujo aferezė tapo populiariu kamieninių ląstelių paėmimo metodu, nes tai nereikalauja chirurginės procedūros. Kad pasirengtų aferezei, donoras paprastai keletą dienų gauna specialų vaistą, žinomą kaip granulocitus stimuliuojantis faktorius (G-CSF), kuris skatina čiulpus išleisti į kraują daugiau kamieninių ląstelių. Tada iš donoro kraujas paimamas per IV, dedamą į didelę rankos veną arba centrinę liniją, esančią krūtinėje, kakloje ar po ranka. Tada kraujas praeina per aparatą, kuris atskiria kamienines ląsteles nuo raudonųjų kraujo kūnelių, baltųjų kraujo kūnelių ir trombocitų. Tada nereikalingos ląstelės grąžinamos donorui per kitą rankos veną arba per centrinę liniją.
Virkštelės kraujo paėmimas taip pat tapo populiariu kamieninių ląstelių rinkimo metodu. Šiuo metodu kamieninės ląstelės tiesiog pašalinamos iš išmestos naujagimio virkštelės ir placentos gimdymo metu. Pagrindinis tokio tipo kamieninių ląstelių rinkimo privalumas yra tai, kad donorui nekenkia ir nesukelia nepatogumų, nes medžiagos vis tiek būtų išmestos. Šias kamienines ląsteles galima užšaldyti būsimai transplantacijai, kuri jau buvo suplanuota, arba užšaldyti dėl bet kokių nenumatytų poreikių tolimoje ateityje. Šis kamieninių ląstelių rinkimo būdas tradiciškai buvo skirtas tiems, kurie aukojasi vaikams ar mažiems suaugusiems, nes virkštelėje ir placentoje yra riboto kamieninių ląstelių skaičiaus.