동맥경화증으로 인한 심장의 관상동맥 질환이나 말초동맥 질환 환자에서는 동맥이 막혀서 심장이나 다리에 혈액순환이 충분치 않다. 그리고 이러한 상태를 '허혈'이라고 한다.

 혈관신생(angiogenesis) 유전자 치료란, 관상동맥 질환이나 말초동맥 질환 환자에게 혈관신생 유전자를 투여함으로써 머리카락과 같은 작은 혈관을 많이 만들어 이전에 혈액이 가지 않던 허혈 부위에 혈액의 공급을 재개시키는 방법을 말한다. 이 방법을 이용한 치료로서 현재 심장 관상동맥 질환과 말초동맥 질환에서는 동물실험에서 좋은 결과를 얻고, 실제 환자에서 이루어지는 임상시험이 진행되고 있다.

 혈관신생 유전자치료는 혈관내피세포 성장인자인 VEGF라고 하는 유전자를 허혈증상이 있는 말초동맥질환 환자의 다리에 주사하면 미세한 혈관망이 자라서 막힌 혈관 주위에 우회통로를 만들고자 하는 것이다. 허혈성 관상동맥질환을 가진 환자에서의 VEGF 유전자요법도 현재 동물실험을 거쳐서 인체 임상시험이 시행 중에 있으며 현재까지 결과는 말초동맥 질환의 경우와 마찬가지로 매우 효과적인 것으로 알려지고 있다.

 말기 심장질환 환자에서 여러 가지 약물치료나 수술적 치료에서 더 이상 좋아지지 않고 악화되는 상황에서는 마지막으로 심장이식과 인공적 심기능 대체장치를 사용하는 것 중 하나를 선택하여야 한다. 그러나 심장이식의 경우에는 반드시 심장을 기증하는 사람이 있어야 한다. 하지만 미국의 경우 심장이식을 기다리고 있는 환자 중 실제 심장이식을 받는 경우는 전체 이식대상환자의 10% 내외인 것으로, 대부분의 환자는 후자의 방법에 의지해야 한다.

 현재 개발되어 임상적으로 사용되고 있거나 동물실험 중에 있는 인공적 심장기능 대체장치를 기능적으로 분류하여 보면 크게 전취환 인공심장(Total Artificial Heart : TAH)과 심실보조장치(Ventricular Assist Device : VAD)로 나눌 수 있다.

 심실보조장치는 심방벽과 대동맥을 작은 관을 통해 혈액펌프에 연결시킨 후, 심실의 혈액 박출을 보조해 주는 장치이다. 혈액의 박출시에는 대동맥에 연결된 판막이 열려 혈액을 공급해 주고, 이완시에는 심실에 연결된 판막이 열림으로 혈액이 유입되는 원리로 작동한다. 주로 좌심실에 걸리는 부하가 크기 때문에, 좌심실의 기능에 이상이 생긴 환자가 많으며, 따라서 좌심실 보조장치가 보편적으로 사용되고 있고, 때에 따라서는 우심실 보조장치나 좌우심실의 박출 운동을 보조해 주는 양심실 보조장치 등이 심실 보조장치로 사용되기도 한다.

 인공심장이나 심장보조 장치 등은 아직 여러 가지 형태로 개발되고 있고 동물실험을 통해 그 효과와 안정성에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다.