疼痛是人類最難受的事情，尤其慢性疼痛會對病患的身心造成嚴重影響，嚴重者痛不欲生。自古以來對於疼痛的治療方式多如牛毛，包括藥物、手術、民俗療法、物理治療等，但各有其優缺點，且仍有不少病患未能得到改善。 目前全世界約有15億人口發生慢性疼痛，其中23-26％發生下背痛。動物實驗研究證實，幹細胞可對慢性頑固疼痛提供一些療效，這些慢性疼痛包括神經病變疼痛（由周邊神經損傷、糖尿病、脊髓損傷、慢性關節炎等引起），細胞治療對神經病變痛和退化性關節疾病提供一個新方向。
幹細胞在臨床試驗上開啟應用範圍，如神經系統疾病（中風）、血管阻塞致肢體缺血、關節炎等，在2017年5月的Pain Physician.中，美國學者報告使用幹細胞治療慢性疼痛的系統性回顧，指出近年來治療慢性疼痛的應用研究，包括神經病變痛，椎間板退化疾病（注射到椎間板纖維環部位）、骨關節炎等。
這種治療方式可用來提供置換已損失或受傷的細胞，且可供應各種組織營養因子，讓組織改善微環境，減輕發炎和疼痛。
目前的幹細胞治療方式，包括取用自身的幹細胞，取用他人的異體幹細胞；取用患者自身的幹細胞來源包括骨髓或脂肪組織提取，取用異體的幹細胞包括臍帶血、骨髓和脂肪組織；經處理或培養出幹細胞後，注射到病灶部位，注射時可能與自身的富含血小板血漿（PRP）混合，再注射到病灶部位。
這些幹細胞可在生長因子調節下，分化成受傷部位的組織，包括關節軟骨、骨骼、韌帶等，置換受損的組織構造，且由於幹細胞具有較強的活性，因此在修復速度上相當快速，讓組織復原其構造和功能，也同時可減輕疼痛，達到療效。
由於幹細胞治療可能減輕疼痛，並且可改善疾病。目前有些學者使用幹細胞來治療一些會引起疼痛的病況，例如骨缺損、軟骨缺損、骨關節炎、肌腱和韌帶損傷甚至於神經傷害，或用於治療退化性椎間板疾病，但目前尚未得到一致結論。
因為雖然間葉幹細胞具有容易取得且有多種分化的能力，且可自行更生，但分化包括骨源細胞、軟骨源細胞、脂源細胞等，因此如何調控培養條件，如微環境、生長因子和細胞外基質等，都對幹細胞的分化非常重要，這些眾多條件是否符合受傷組織的需求，更是另一項考驗，許多學者調整不同培養條件來調節幹細胞的分化作用，更需致力於探討最佳條件才能應用得宜。
以椎間板引起的疼痛、神經病變痛和骨關節炎而言，在臨床上都未能依靠藥物治療或手術得到完全的控制；目前使用幹細胞治療前述病況的結果有所突破，但大多仍為初期結果，目前國外一些私人診所已開始使用幹細胞治療方式，但對於未來療效驗證需要大型臨床試驗證實，且應注意可能併發症。
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