El Dr. Rebolledo es médico cirujano de la Pontificia Universidad Católica de Chile, con especialización en cirugía digestiva. Cursó un programa de doctorado en la Universidad de Chile, inclinándose por la cirugía hepática, trasplante hepático, desafíos quirúrgicos y el estudio del cáncer. Luego fue parte del programa de intercambio del doctorado Abel Tasman Talent de la Universidad de Groningen, en Holanda, donde surgiría su interés por el mejoramiento de órganos para trasplante.
Tras su regreso a Chile, se desempeña como cirujano digestivo en el Hospital Sótero del Río y como académico del IIBM. En éste último abrió su propia línea de investigación, liderando un proyecto Fondecyt sobre la perfusión de órganos para trasplantes en malas condiciones, como mecanismo para mejorar su preservación. Su estudio está enfocado en la creación de una máquina de perfusión ex vivo, principalmente en casos de trasplantes hepáticos, y en el desarrollo, junto a otros académicos, de sustancias que permitan la oxigenación de un órgano sin la necesidad de glóbulos rojos.