अस्थि मज्जा हड्डियों के अंदर पाया जाने वाला नरम, स्पंज जैसा पदार्थ है। इसमें अपरिपक्व कोशिकाएं होती हैं जिन्हें हेमेटोपोएटिक या रक्त बनाने वाली स्टेम कोशिकाएं कहा जाता है। अस्थि मज्जा प्रत्यारोपण एक ऐसी प्रक्रिया है जो कीमोथेरेपी और/या विकिरण थेरेपी की उच्च खुराक से नष्ट हो गई स्टेम कोशिकाओं को पुनर्स्थापित करती है। अस्थि मज्जा या स्टेम सेल प्रत्यारोपण का उपयोग कुछ प्रकार के ल्यूकेमिया या लिंफोमा और मायलोमा के इलाज के लिए किया जाता है।
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