Penerapan sel punca menggunakan sebagian kecil sekitar 30 sel dalam blastocyst yang membentuk suatu struktur yang dikenal Inner cell mass yang merupakan sumber sel punca pada manusia (ES). Selama perkembangan embrio, sel punca dalam sel Inner mass memiliki kemampuan untuk mengalami diferensiasi membentuk fungsi-fungsi khusus. Diferensiasi pada sel bergantung pada sinyal kimiawi seperti factor pertumbuhan dan hormone. Pada kondisi yang cocok ES telah berdifferensiasi yang meliputi sel kulit, sel otak, kartilago, osteoblast, sel-sel hati, dinding pembuluh darah, dan sel otot.
Ada beberapa alasan mengapa stem cell merupakan calon yang bagus dalam cell-based therapy:Â
1. Stem cell tersebut dapat diperoleh dari pasien itu sendiri. Artinya transplantasi dapat bersifat autolog sehingga menghindari potensi rejeksi. Berbeda dengan transplantasi organ yang membutuhkan organ donor yang sesuai (match), transplantasi stem cell dapat dilakukan tanpa organ donor yang sesuai.Â
2. Mempunyai kapasitas proliferasi yang besar sehingga dapat diperoleh sel dalam jumlah besar dari sumber yang terbatas. Misalnya pada luka bakar luas, jaringan kulit yang tersisa tidak cukup untuk menutupi lesi luka bakar yang luas. Dalam hal ini terapi stem cell sangat berguna.
 3. Mudah dimanipulasi untuk mengganti gen yang sudah tidak berfungsi lagi melalui metode transfer gen. Hal ini telah dijelaskan dalam penjelasan mengenai terapi gen di atas.Â
4. Dapat bermigrasi ke jaringan target dan dapat berintegrasi ke dalam jaringan dan berinteraksi dengan jaringan sekitarnya.Â
Sumsum tulang dan darah dari tali pusat mengandung banyak sel punca yang dapat berkembang menjadi sel-sel darah merah, sel-sel darah putih dan unsur-unsur system imun. Bila transfusi darah memberikan sel-sel darah yang hanya hidup beberapa bulan, sel- sel punca ini dapat ditempatkan (settle) dalam tulang penderita dan membentuk sel-sel darah dan sel-sel imun untuk sepanjang hidup. Sama halnya dengan implantasi organ, jaringan sel punca secara genetis mutlak harus identic dengan patron (donor) genetis dan si penerima. Bila tidak akan timbul penolakan dari tubuh.
Ada beberapa poin-poin penting yang harus dipertimbangkan untuk dapat melaksanakan terapi sel punca  : penerimaan secara etis, identifikasi fenotipe untuk isolasi prospektif, kenormalan psikologi, kesediaan sarana, dan penerimaan regulator.Identifikasi sel punca pasa sumsum tulang dengan properti-properti tersebut dan kemampuan untuk berdiferensiasi menjadi berbagai tipe sel akan memenuhi persyaratan untuk aplikasi klinikal terapi sel punca.
Penanaman sel punca embrionik tidak dapat diterima secara etis oleh banyak orang karena memerlukan manipulasi pre-implanasi embrio dan membutuhkan keselamatan embrionik. Penolakan tersebut berdasarkan suatu keyakinan bahwa telur yang telah mengalami fertilisasi in vitro memiliki hak yang sama dengan manusia yang belum dilahirkan dan mengakibatkan keterbatasan di Amerika Serikat.
Kesulitan utama dalam transplanasi selular adalah kekurangan dalam struktur. Myocardium tersusun dari beberapa unit, yang terdiri atas miofibre yang berorientasi di arah tertentu, dengan jaringan vascular, system elektrik konduksi, jarak yang menyambungkan mycocyte menyebabkan pemasangan elektromekanik, system saraf, dan tulang keras dasar. Idealnya, jikas kita ingin menggunakan populasi sel punca untuk mengimplan ke dalam myocardium yang telah mati, sel tersebut harus mengisi kembali mycosit yang sekarat dengan cara menaikan cardiomiycosit yang masih berfungsi (myogenesis) dan pembuluh darah baru (angiogenesis). Untuk melakukan hal ini, sel-sel tersebut harus memiliki morfologi cardiac dan menunjukkan struktur sakromeric. Yang lebih penting, mereka harus menunjukkan fungsi robust dan pemasangan elektromekanik dengan pendatang mycosit dan dapat bekerja di syncytium (kumpulan sel) yang berfungsi dengan baik dengan otot jantung yang lainnya.
Dengan memasukkan volume dari suspensi sel ke dalam myocardium, penebalan local akan terjadi. Kemudian, karena hukum Laplace, tekanan yang lebih sedikit akan dimasukkan ke dalam dinding vetrikular kiri untuk menghindari terjadinya dilatasi yang lebih parah dan haemodynamic deterioration.
