Transplantacije matičnih stanica, također poznate kao transplantacije koštane srži, koriste se za liječenje raznih bolesti, uključujući leukemiju, limfom i multipli mijelom. Donator matičnih stanica može biti sam pacijent, podudarni biološki član obitelji ili podudarni nesrodni darivatelj. Tri primarne metode prikupljanja matičnih stanica su ekstrakcija koštane srži, afereza periferne krvi i vađenje krvi iz pupkovine.
Kirurško vađenje koštane srži za prikupljanje matičnih stanica odvija se u operacijskoj sali gdje je donor pod općom anestezijom. Tijekom operacije, donorova koštana srž vadi se iz nekoliko mjesta uboda u kukovima pomoću posebne igle. Sakupi se otprilike 1 do 2 litre (94 do 1.89 litara) koštane srži, što predstavlja oko pet posto ukupne srži pacijenta. Nakon što se koštana srž ekstrahira, ona se filtrira i uklanja masnoća ili fragmenti kostiju. Donacija se zatim transportira u laboratorij na obradu prije nego što se zamrzne za transplantaciju na kasniji datum ili odmah transplantira primatelju.
Posljednjih godina afereza periferne krvi postala je popularna metoda za prikupljanje matičnih stanica, jer ne uključuje kirurški zahvat. Kako bi se pripremio za aferezu, donor obično prima poseban lijek, poznat kao faktor stimulacije granulocita (G-CSF), nekoliko dana kako bi stimulirao srž da otpusti više matičnih stanica u krvotok. Krv se tada od darivatelja vadi kroz IV stavljen u veliku venu na ruci ili središnju liniju smještenu u prsa, vrat ili ispod ruke. Krv zatim prolazi kroz stroj koji odvaja matične stanice od crvenih stanica, bijelih stanica i trombocita. Stanice koje nisu potrebne vraćaju se donoru kroz drugu venu na ruci ili kroz središnju liniju.
Vađenje krvi iz pupkovine također je postalo popularna metoda prikupljanja matičnih stanica. Ovom metodom matične stanice se jednostavno uklanjaju iz odbačene pupkovine i posteljice novorođenčeta prilikom poroda. Glavna prednost ove vrste prikupljanja matičnih stanica je u tome što ne ozljeđuje niti stvara neugodnosti darivatelju, jer bi materijali ionako bili odbačeni. Ove matične stanice mogu se zamrznuti za nadolazeću transplantaciju koja je već zakazana ili kriokonzervirati za sve nepredviđene potrebe u dalekoj budućnosti. Ova metoda prikupljanja matičnih stanica tradicionalno je rezervirana za one koji daruju djecu ili male odrasle osobe, zbog ograničenog broja dostupnih matičnih stanica unutar pupkovine i posteljice.