器官移植最早的提出者是法国出生的美国医生卡雷尔。1905年他到美国专门从事血管缝合术、器官移植和组织培养的研究。他曾在1913年讲过一句很有影响的话：“任何人体器官都可以从人体上取下，培养起来，而且可以移植到另一个人体上。”20多年后，他又断言：“人身上的任何器官，离开了机体，依然可以存活。”
1922年，前苏联眼科医生费拉托夫开始试验人眼角膜移植。1933年异体角膜移植成功，是器官移植最早的事例。他之所以能够成功，不仅因为他比前人在手术器具方面有所改进，而且因为他使用了“冷藏尸体眼球角膜”作为移植材料。这既解决了材料的来源问题，又因冷藏而除去了角膜的生物刺激因素，促进角膜混浊部分透明化。
到1941年他和他的学生已经成功地做了3100多例手术。第一例肾移植成功的事例，是1954年法国医生在一对孪生兄弟间进行的。而用非孪生关系的肾做移植，几乎都不成功。这是根据法国免疫学家多塞创立的组织相容性理论，必须在两个组织相同的人之间进行器官移植，才有可能获得成功的预言而进行的。20世纪60年代用免疫压制剂处理病人，并选择有一定血缘关系或经鉴定可用人的肾脏做移植，成活率逐渐提高。前者活7年甚至10年以上，后者经追踪4年，仍有存活的病人。
目前在有些国家中已建立了人体器官移植库，在世界范围内互相寻找相容的对象。心脏、肝脏的移植手术也于20世纪60年代末70年代初在人身上做实验，成活率不高，但个别患者在手术后13年还活着。
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