骨髓造血幹細胞是壹種直接從紅骨髓中采集造血幹細胞的方法。紅骨髓是造血幹細胞存在的主要場所。因為抽取骨髓的同時也抽取了骨髓腔內的血液，為的是防止供體流失過多的紅細胞而引起貧血或低血壓。捐獻骨髓前，捐獻者需要準備好自己的血液:即在捐獻前幾周逐步采集600毫升自己的血液，體外儲存，手術時輸入。骨髓造血幹細胞采集需要在全麻或硬膜外麻醉下手術。手術中，麻醉後將穿刺針插入臀部兩側髂骨抽取骨髓細胞。隨著抽取骨髓細胞的需要，可以多點穿刺髂骨。抽取的骨髓量取決於患者的體重，大約需要抽取500~1000 ml的骨髓液。同時向體內輸血原血，避免貧血。骨髓造血幹細胞采集不會劃破皮膚，但會在皮膚表面留下幾個穿刺針孔。手術後，必須防止傷口處出血。受傷部位可能會感到疼痛，可以根據癥狀進行治療。大多數捐贈者也會感到腰部疼痛。此外，由於麻醉劑的作用，有些獻血者會感到惡心和嘔吐。因為體內白細胞數暫時偏低，可能會有輕微發熱。這些情況也可以由醫生根據癥狀進行治療。
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